文档介绍：第四章冯·诺依曼(VonNeumann)模型我们现在将抽象层次再提高一层,下面我们将在第三章逻辑结构的基础上,运用判定元件和存储元件来构建被约翰·冯·诺依曼(JohnVonNeumann)在1946年首次提出的基本计算机模型。,我们需要两样东西:为了完成工作,说明计算机必须做的事情的计算机程序,和执行这项工作的计算机。计算机程序由一组指令组成,每一条指令说明了计算机执行的一件明确定义的工作。指令是计算机程序中规定的可执行的最小的一件工作。也就是说,计算机要么执行指令所说明的工作,要么就什么也不做,计算机并不奢侈于一次可以执行多条指令。冯·诺依曼在1946年提出了一个处理计算机程序的基本的计算机模型。。我们对冯·诺依曼的原图进行了一点打破常规的改变,并做了一些修饰。这个模型由5个部分组成:存储器,处理单元,输入,输出,控制单元。程序被放在计算机存储器内。指令执行的顺序控制是由控制单元来实现的。我们将对这五个部件一一进行描述。×3存储器,它由逻辑门和锁存器组成。更现实的今天的计算机系统的存储器一般是228×8位的。这是今天的计算机的典型存储方式,一共有228个存储单元,每个存储单元可以存储8个比特。我们说这样一个存储器有228个不同存储单元的地址空间和8位的寻址能力,我们称这样的存储器是一个256兆字节(缩写为MB)的存储器。“256兆字节”是说有228个存储单元,“字节”是指每个存储单元里可以存储8个比特。字节(byte)表示8个比特的信息量,就像一个加仑用来表示四夸脱一样。我们注意到用k位可以表示2k项。要确定228个地址,就必须使用28位二进制数表示。在第五章,我们将开始讨论LC-3的指令集结构。我们将看到LC-3的地址空间是216,寻址能力是16位。回忆第三章,我们通过提供我们要读或写入的地址来访问存储器。要读出某个存储单元中的内容,我们首先把它的地址存入地址寄存器(MAR),然后查询计算机存储器。地址所对应存储单元的内容会输出到数据寄存器(MDR)。要写一个值到存储单元中,我们首先要把目的地址存入MAR,把值存入MDR中。然后我们设“写使能”信号为1,查询计算机的存储器。MDR里的信息就会被写到MAR中的地址所对应的存储单元里。有必要再强调一下存储单元的两个特性:它的地址和它里面的内容。,地址显示在左边,用二进制表示了0到7。每个存储单元都包含有8位的内容。注意我们已经把值6、4分别存在地址为4、6的存储单元里了,表示了两种不同的情况。有一个与存储单元类似的例子:邮局信箱的信箱号就像存储单元的地址,每个信箱的信箱号都是唯一确定的。存在存储单元里的信息就像信箱里的信,随着时间流逝,在任意时间,信箱里的内容都可以改变,但是信箱号保持不变。同样,存在存储单元里的值可以变,但地址保持不变。。现代计算机的处理单元可以包含许多复杂的功能单元,每一个执行一个特定的运算(除法,平方根等等)。通常当讨论基本的冯?诺依曼模型时都会想到的最简单的单元是ALU。ALU是算术和逻辑单元的缩写,命名原因是它可以进行基本的算术运算(加法,减法)和逻辑运算(与,或,非)。在