馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)

從Linux 服務(wù)器開發(fā)視角來看計(jì)算機(jī)，都是符合馮.諾依曼體系結(jié)構(gòu)的。

共分為4大部分：

①輸入、輸出設(shè)備

輸入設(shè)備：向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)，比如

通過攝像頭、MIC，將圖像/聲音等轉(zhuǎn)成二進(jìn)制數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)

從網(wǎng)卡輸入數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)等

其它

輸出設(shè)備：從計(jì)算機(jī)輸出數(shù)據(jù)，比如

通過顯示器、揚(yáng)聲器，將二進(jìn)制數(shù)據(jù)翻譯成為圖片/視頻/聲音等讓人能夠識(shí)別

或者通過網(wǎng)卡輸出數(shù)據(jù)給別的計(jì)算機(jī)

其它

②存儲(chǔ)器：實(shí)現(xiàn)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

③運(yùn)算器(ALU)：進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

④控制器：解釋（理解）程序指令，將程序指令轉(zhuǎn)為對(duì)應(yīng)的一條一條的微指令，這些微指令會(huì)控制運(yùn)算器等部件工作，進(jìn)行比如

數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運(yùn)算

數(shù)據(jù)的搬移，比如從CPU的寄存器搬移到內(nèi)存，或者從內(nèi)存的某個(gè)位置搬移到內(nèi)存的另一個(gè)位置。

等等

存儲(chǔ)器既能充當(dāng)輸入設(shè)備，也能充當(dāng)輸出設(shè)備。因?yàn)槠浔容^關(guān)鍵所以單獨(dú)拎出來強(qiáng)調(diào)。控制器、運(yùn)算器被統(tǒng)一做到了CPU里面。因此計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)再精簡(jiǎn)就只有3大塊：CPU，總線與接口、外部設(shè)備（輸入輸出設(shè)備）

計(jì)算機(jī)詳細(xì)體系結(jié)構(gòu)

三大總線（并行通信）：

地址總線：傳輸?shù)刂沸盘?hào)，通過地址信號(hào)找到要操作的寄存器、內(nèi)存單元等

控制總線：傳輸控制信號(hào)，比如通過地址總線找到內(nèi)存的某位置了，接下來到底是進(jìn)行讀還是寫，就由控制總線發(fā)控制信號(hào)決定

數(shù)據(jù)總線：傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)，比如通過地址找到內(nèi)存的某個(gè)位置了，控制總線發(fā)出寫的控制信號(hào)，希望對(duì)其寫數(shù)據(jù)，那么寫數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)就是在數(shù)據(jù)總線上傳輸?shù)?/p>

IO總線

系統(tǒng)總線在較新的設(shè)計(jì)中，它被稱為前端總線（front side bus (FSB)）。

橋間鏈接線一般是PCI總線。

除了常見的IDE總線，PCI總線，SCSI總線，還有很多其他技術(shù)規(guī)格的總線。這些總線往往用于IO總線。見下圖

ISA總線：一種老舊的低速總線，即將被排除在PC設(shè)計(jì)之外。

PCI總線：這是一種新的高速總線。PCI總線可以終結(jié)于一個(gè)插槽（eg 單獨(dú)的聲卡），也可以直接與設(shè)備項(xiàng)鏈（主要指集成在主板上的設(shè)備）。

USB總線（通用串行總線）：這是一種新的低速總線。

AGP總線：僅用于顯卡。

每一種總線可以認(rèn)為其上傳輸一種協(xié)議

CPU位數(shù)怎么確定？

內(nèi)部寄存器到運(yùn)算單元之間總線位數(shù)來確定

如何確定設(shè)備位寬？

根據(jù)數(shù)據(jù)總線

總線頻率 與 CPU自身頻率？

這是2個(gè)不同的概念。總線頻率一般指FSB頻率，相當(dāng)于CPU向外部存取數(shù)據(jù)時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸速率

CPU自身頻率則表示CPU運(yùn)算時(shí)電路產(chǎn)生的頻率

計(jì)算機(jī)總線 對(duì)比 OSI模型

計(jì)算機(jī)總線是一個(gè)只有物理層、網(wǎng)絡(luò)層和上三成的網(wǎng)絡(luò)

主機(jī) 如何 尋找設(shè)備？

每個(gè)IO設(shè)備在啟動(dòng)時(shí)都要向內(nèi)存中映射一個(gè)或者多個(gè)地址，這個(gè)地址有8bit長(zhǎng)，又稱作IO端口。針對(duì)這個(gè)地址的數(shù)據(jù)，統(tǒng)統(tǒng)被北橋芯片重定向到IO總線上實(shí)際的設(shè)備上。

IO接口

什么是接口？

PC是所有子系統(tǒng)的總和。在一個(gè)子系統(tǒng)和另一個(gè)子系統(tǒng)之間的邊界處，就存在接口（Interface）。接口——將兩個(gè)子系統(tǒng)連接在一起并使它們能夠交換數(shù)據(jù)的電氣系統(tǒng)。

接口的概念有點(diǎn)抽象，因?yàn)樗顪?zhǔn)確地指的是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)（一組數(shù)據(jù)交換規(guī)則）。實(shí)際上，一個(gè)接口可以包含，例如： 兩個(gè)控制器（controllers）（連接的每一端都有一個(gè)控制器）； 一根電纜； 包含在控制器中的一些軟件（協(xié)議等） 程序員如何理解接口？ 程序員只需要理解到協(xié)議一層即可，或者把接口就當(dāng)成協(xié)議

?

IO橋這里指南橋 北橋

可以不用IO橋嗎

可以，如果沒有IO橋，所有的“外設(shè)IO接口”都是直接掛接在三大高速總線上的，但是隨著發(fā)展，掛接的外部設(shè)備越來越多，直接掛接在總線上，太多了，管理是一個(gè)麻煩，慢慢的才有了IO橋這個(gè)管理者。

IO橋的好處

設(shè)備的IO接口直接掛接在IO橋上，IO橋有效的管理著眾多的外設(shè)IO接口，IO橋里面會(huì)有相應(yīng)的控制芯片，控制IO橋的工作。

并不是計(jì)算機(jī)都需要IO橋

IO橋是PC機(jī)特有的，并不是所有的計(jì)算機(jī)都有的，比如我們后面講的ARM的開發(fā)板，就沒有明顯的IO橋這個(gè)東西。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的冯.诺依曼结构 总线 接口 南桥 北桥的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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