【Linux课程学习】:体系结构(冯诺依曼体系)

问题解答:

问题1:为什么程序运行要加载到内存?

由计算机的体系结构所决定。

中央处理器CPU(控制单元+运算单元)无法直接与磁盘进行数据交换,只能通过内存与CPU进行沟通。

程序最终是以二进制文件的形式存储,必须在CPU上运行,因此需要先加载到内存中。

问题2:input和output是相对于什么而言的?相对于内存而言。input指的是外部设备向内存写入数据,output则是内存向输出设备发送数据。

问题3:描述利用QQ聊天的过程?两台设备可以视为两个冯诺依曼体系结构。

首先启动QQ,QQ程序会被加载到内存中并开始运行。

要发送消息“你好”,我们通过键盘输入“你好”,然后点击发送。

此时,“你好”被写入到内存中。QQ也在内存中运行,其程序代码会处理“你好”并控制将其输出到网卡(输出设备),然后通过网络传输到对方的网卡(输入设备)。

对方的网卡接收到信息后,将“你好”加载到内存中,然后由QQ控制处理,最后输出到对方的显示器上。

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问题4:为什么需要内存?可以用木桶效应来解释:一只水桶能盛多少水,取决于最短的那块木板。

【Linux课程学习】:体系结构(冯诺依曼体系)

CPU的处理速度与磁盘的读取速度存在巨大差异:CPU速度极快,而磁盘读取速度相对较慢,因此系统的整体速度受限于磁盘的读取速度。

引入内存后,将需要的数据加载到内存中,CPU可以更快地读取数据,从而提升整体速度。

在内存之上还有缓存,缓存存储的数据量更少,但速度更快,成本也更高。在缓存之上还有寄存器。

?冯诺依曼体系:【Linux课程学习】:体系结构(冯诺依曼体系)

?哈佛体系:【Linux课程学习】:体系结构(冯诺依曼体系)

现代计算机引入了缓存,内存可以被视为一种缓存器。

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