冯 · 诺依曼结构图如下，包含五大部分：

• $CPU$（控制器、运算器）、存储器、输入设备、输出设备

中央处理器$CPU$（Central Processing Unit）

• 组成：运算器（算术、逻辑）、控制器（分析指令、发出信号）
• 性能指标：主频、字长（64位 / 32位）

存储器

• （1）主存（内存）：属于主机一部分

  • 随机存取存储器 $RAM$（Random Access Memory） ：是一种可读写存储器，断电后会丢失信息
  • 只读存储器 $ROM$（Read-Only Memory） ：是一种只读存储器，断电后不会丢失信息
  • 高速缓冲存储器 $Cache$：由于 $RAM$的读写速度难以满足高速$CPU$，故在两者之间设置高速小容量存储器，即$Cache$（分$L_1、L_2$级别）

• （2）外存（辅存）：属于外接设备

• （3）存储单元

  • 位（$bit$）：每一位存放着一个二进制数据
  • 字节（$Byte$，简称$B$）：8位组成1个字节，即$1 Byte = 8 bit$
  • 其他：$KB（Kilo）/ MB（Mega）/ GB（Giga）/ TB（Tera）/ PB（Peta）$

  • 1  B = 8 bit
    1 KB = 1024 B
    1 MB = 1024 KB
    1 GB = 1024 MB
    1 TB = 1024 GB
    1 PB = 1024 TB
    

  • 其中，$1024 = 2^{10}$

输入设备：键盘、鼠标、麦克风等

输出设备：显示器、打印机、音响等

总线结构

• 1、总线（$Bus$）：是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线
• 2、分类：
  • 数据总线（$Data Bus$，简称$DB$）
  • 地址总线（$Adress Bus$，简称$AB$）
  • 控制总线（$Control Bus$，简称$CB$）

主要性能指标

1、字长：指$CPU$能够同时处理的二进制位数的个数

• 其中字是指用于表示其数据单位的术语，是用来表示一次性处理事务的固定长度
• 字长越长，能表示的数值范围越大，能表示的信息越多
• 目前常用的有16位（2个字节的长度）、32位（4个字节）、64位（8个字节）

习题

• 1、现有一张分辨率为2048 * 1024像素的64位真彩色图像，请问其占用多大的存储空间（）

  • 64位指一个像素的所占的存储空间大小，故总的大小为$2048 * 1024 * 64 bit$，换算得$16MB$

• 2、某微型计算机的CPU和内存之间的地址总线宽度是16位，这台计算机最多可以使用（）的内存

  • 宽度为16位，表示内存中每个单元都是由16位二进制数来标识的，即寻址能力最大为$2^{16}$字节(地址码单位为字节)，换算得$64KB$

• 3、$32KB$的存储器用十六进制表示，它的最大地址码是（）

  • $32KB = 2^{15}$ 字节，故最大地址码为15位二进制数$111 1111 1111 1111(_2)$，换算得$7FFF(_{16})$，即$0x7FFF$