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计算机实践模型五大外围组成部分:
- 控制器(Control): 调度程序、数据、地址，协调计算机各局部工作及内存与外设的拜访。
- 运算器(Datapath): 对数据进行各种算术运算和逻辑运算。
- 存储器(Memory): 存储程序、数据和各种信号、命令等信息。
- 输出(Input system): 输出设施是计算机的重要组成部分，输出设施与输出设备合你为外部设备，简称外设，输出设施的作用是将程序、原始数据、文字、字符、管制命令或现场采集的数据等信息输出到计算机。常见的输出设施有键盘、鼠标器、光电输出机、磁带机、磁盘 机、光盘机等。
- 输入(Output system): 输出设备与输出设施同样是计算机的重要组成部分，它把外算 机的两头后果或最初后果、机内的各种数据符号及文字或各种管制信号等信息输入进去。微机 罕用的输出设备有显示终端 CRT、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等。
下图 - 冯诺依曼计算机模型图：
当初计算机实践模型运行原理
冯. 诺依曼计算机模型运行原理 ：
1、古代计算机模型是基于 - 冯诺依曼计算机模型；计算机在运行时，先从 内存 中取出第一条指令，通过 控制器 的译码，按指令的要求，从 存储器 中取出数据到 计算器 外面进行指定的运算和逻辑操作等加工，而后再按地址把后果送到 内存（存储器）中去。接下来，而后再从存储器外面取出第二条指令，在控制器的指挥下实现规定操作。依此进行上来。直至遇到进行的程序指令。
2、程序与数据一样是存储到咱们的内存存储器当中，按程序编排的程序，一步一步地取出指令，主动地实现指令规定的操作是计算机最根本的工作模型。这一原理最后是由美籍匈牙利数学家冯. 诺依曼于 1945 年提 进去的，故称为冯. 诺依曼计算机模型。
简而言之：计算机的工作模型就是通过控制器从存储器外面取数据，而后加载到计算器外面进行计算，计算结束之后，再次存储到存储器外面。
当初计算机根本硬件构造
通过下面的计算机根本硬件构造咱们晓得:
1、上图中 cpu 就是计算器 / 运算器；
2、存储器就是指代咱们的内存条跟磁盘，就是咱们下面的拓展槽。
3、控制器就是咱们的罕用的 USB 控制器: 鼠标，键盘。
下面是计算机各个硬件的组成单元，各个硬件的组成单元是通过什么设施什么样的形式取进行交互通信呢？晓得计算即的人能够晓得咱们的计算机上都会有一块大主板：咱们各个 cpu 或者内存条、或者磁盘都是插在主板上的，然而每个硬件都是独立存在的。那么他们之间通过什么形式进行通信呢？通过下面硬件图咱们能够晓得，他们是通过 I / O 总线进行通信的。冯. 诺依曼计算机模型外面次要有两个比拟重要的货色：计算器 cpu 跟存储器：内存条；内存条会存储咱们运算的数据或者程序指令，而计算器 cpu 会通过 I / O 总线从咱们的存储器外面获取数据指令，而后 load 到咱们 cpu 本人的缓存外面。
当初计算机根本硬件存在的问题
咱们的 cpu 是遵循摩尔定律的，其计算运行速度是十分快的，而咱们的磁盘，内存条跟磁盘 I / O 读取速度很慢
1、下面能够看到咱们的 CPU 具备 3 级缓存；并且其对应的基准速度是 1.80GHZ。
个别咱们的内存读取速度是只有几百 M; 因为咱们 cpu 进行计算的话，其数据都是从内存外面获取的，所以 cpu 的计算速度远远大于从存储器外面读取数据；所以间接从内存外面读取数据也是十分满的。
2、从下面咱们晓得，cpu 从存储器外面读取数据须要通过咱们的 I / O 总线进行数据交互；I/ O 总线是所有的控制器，所有硬件之间的交互通信都是须要通过 I / O 总线的，而 I / O 总线又是具备肯定带宽的。就相似与一个马路上须要跑很多车辆会拥挤起因；所以 I / O 总线的带宽也是限度了间接从内存外面读取速度是比较慢的。所以这个也是咱们当初计算机引入缓存的起因。
计算机缓存复制形式
首先，计算器通过 I / O 总线将存储器外面的数据加载到 L3 级缓存，而后从 L3 级别缓存加载到 L2 级别缓存，而后再加载到 L1 级别缓存。而后 L1 缓存会将其复制到咱们的寄存器外面去。寄存器再取出来放到计算单元外面去计算。计算完之后再写到寄存器，而后逐级同步到各个缓存:L1->L2->L3，至于 L3 什么时候写回到内存是不确定的，这个须要看咱们的 cpu 是否有闲暇？ 那咱们有没有方法让计算出来的后果立刻刷新到内存。这里就波及到咱们一个很大的概念：缓存一致性协定。所以当初的话咱们总结出存储数据的单元有：寄存器、多级缓存、内存。
