冯·诺依曼计算机

冯·诺依曼计算机的工作原理

• 存储程序工作原理

结构特点

• 运算器为核心

冯·诺依曼机的工作过程

微机读取一条指令的工作过程

1. 将指令所在地址赋给程序计数器PC;
2. PC内容送到地址寄存器AR，PC自动加1;
3. 把AR的内容通过地址总线送至内存储器，经地址译码器译码，选中相应单元。
4. CPU的控制器发出读命令。
5. 在读命令控制下，把所选中单元的内容(即指令操作码)经数据总线送到数据寄存器IR。
6. 指令译码
   • 数据寄存器DR将它送到指令寄存器1R，然后再送到指令译码器II)

冯·诺依曼计算机体系结构

冯·诺依曼机的特点和不足

• 特点:
  • 程序存储，共享数据，顺序执行
  • 属于顺序处理机， 适合于确定的算法和数值数据的处理。
• 不足:
  • 与存储器间有大量数据交互，对总线要求很高;
  • 执行顺序由程序决定，对大型复杂任务较困难;
  • 以运算器为核心，处理效率较低;
  • 由PC控制执行顺序，难以进行真正的并行处理。

哈佛结构

• 指令和数据分别存放在两个独立的存储器模块中;
• CPU与存储器间指令和数据的传送分别采用两组独立的总线;
• 可以在一个机器周期内同时获得指令操作码和操作数。