培训课程设计方案,阿里巴巴网站的搜索引擎优化案例,建筑设计图用什么软件,栖霞酒店网站设计价格文章目录 一.冯诺依曼体系结构1.1 为什么体系结构中要存在内存#xff1f;1.2 冯诺依曼瓶颈 二.操作系统2.1 设计目的2.2 系统调用与库函数 一.冯诺依曼体系结构 冯诺依曼体系结构#xff08;Von Neumann Architecture#xff09;是计算机的基本设计理念之一#xff0c;由… 文章目录 一.冯诺依曼体系结构1.1 为什么体系结构中要存在内存1.2 冯诺依曼瓶颈 二.操作系统2.1 设计目的2.2 系统调用与库函数 一.冯诺依曼体系结构 冯诺依曼体系结构Von Neumann Architecture是计算机的基本设计理念之一由美国数学家约翰·冯·诺依曼于1945年提出也被称为“冯诺依曼模型”或“冯诺依曼计算机体系结构”。它的核心思想是将程序和数据存储在计算机的内存中并通过中央处理单元CPU执行程序。冯诺依曼体系结构至今仍然是大多数计算机的基础架构。 中央处理器CPU 控制单元CU负责指挥计算机各部分的工作。 算术逻辑单元ALU进行算术和逻辑运算。 寄存器用于暂时存储数据和指令。 内存RAM 存储程序和数据。冯诺依曼结构中的程序和数据都存储在同一内存中。 输入设备用于向计算机输入数据例如键盘、鼠标等。 输出设备用于输出处理结果例如显示器、打印机等。 总线用于在各个组件之间传输数据和指令的通道。 注意 上面的存储器指的就是内存 不考虑缓存的情况下这里的CPU只能对内存中的数据进行操作不能从外设 输入和输出设备中获取数据 外设输入或输出设备要输入或输出数据只能从内存中获取 总的来说所有设备都只能与内存打交道 1.1 为什么体系结构中要存在内存 CPU处理速度非常快但是输入数据的速度相较于CPU的速度是非常慢的这就导致了很多时候CPU都在等待数据的输入严重浪费了CPU的性能所以增加内存让CPU直接跟内存交换数据充分发挥CPU的性能。内存输入输出的数据的速度是非常快的 计算机存储金字塔 1.2 冯诺依曼瓶颈 冯诺依曼架构存在一个著名的问题即“冯诺依曼瓶颈”Von Neumann Bottleneck。这是由于程序和数据共享同一个内存系统CPU在执行指令时需要频繁地从内存读取指令和数据导致内存的读写速度成为限制计算机性能的瓶颈。随着计算机硬件的不断发展解决冯诺依曼瓶颈的问题成为计算机体系结构研究的一个重要方向。 总的来说冯诺依曼体系结构让计算机保持一定处理速度的同时降低了计算机的成本使得计算机能够进入各家各户为之后互联网的发展奠定了基础。 二.操作系统 操作系统Operating System简称OS是管理计算机硬件与软件资源的系统软件它为应用程序提供了一个运行环境并为用户提供与计算机硬件交互的接口。 操作系统包括 内核进程管理内存管理文件管理驱动管理 其他程序例如函数库shell程序等等 一般而言操作系统指的是内核。 2.1 设计目的 操作系统对下与硬件交互进行软硬资源的管理手段 操作系统对上为用户程序应用程序提供⼀个良好的执行环境目的 软硬件体系结构是层状结构 访问操作系统其实就是系统调用系统提供的函数 只要程序运行访问了硬件那么必须贯穿整个软硬件体系结构 函数库在底层封装了系统调用 2.2 系统调用与库函数 操作系统会暴露部分接口供上层开发者使用这部分接口就是系统调用。 系统调用的功能比较基础对使用者要求较高所以一部分开发者将系统调用的接口进行封装从而形成了库有利于开发者进行二次开发。 Have a good day See you next time, guys!✨