01 | 冯·诺依曼体系结构：计算机组成的金字塔
该思维导图由 AI 生成，仅供参考
计算机的基本硬件组成
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冯·诺依曼体系结构是现代计算机硬件基础架构的奠基石，本文从计算机硬件组成入手，详细介绍了CPU、内存、主板等重要配件的作用和相互关系。此外，还涉及了I/O设备、显卡、南桥芯片等内容。通过对计算机硬件组成的详细解释，读者可以了解到计算机各部件的功能和作用，以及它们之间的联系。同时，文章还提到了一些实际应用场景，如网吧计算机无需硬盘、云服务器的使用等，展示了计算机硬件在不同环境下的灵活应用。冯·诺依曼体系结构的确立为学习计算机组成原理提供了基础，包括控制器、运算器、存储器、输入设备以及输出设备等方面的工作原理。文章内容通俗易懂，适合初学者了解计算机组成原理。同时，还提到了图灵机和冯·诺依曼机的关系，引发读者对计算机抽象的思考。
《深入浅出计算机组成原理》，新⼈⾸单¥68
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仁者我理解的是冯·诺依曼机侧重于硬件抽象，而图灵机侧重于计算抽象。另外还有个问题是，冯·诺依曼体系体系结构距今以及几十年了，如今是否有更优的体系结构被提出（不考虑它是否能真正应用于实际，就好比键盘的编排）作者回复: 这个理解很到位。后面这个问题从今天看，我们还没有看到真正颠覆性的新的体系结构出现，更多地是针对硬件的变化和应用场景的变化的优化。但是过去几年随着深度学习，IOT等的发展，体系结构又有了一波新的大发展，也许未来会有新的变化呢。
2019-04-246162
不负两者有交叉但是不同，根据了解整理如下： - 图灵机是一种思想模型（计算机的基本理论基础），是一种有穷的、构造性的问题的问题求解思路，图灵认为凡是能用算法解决的问题也一定能用图灵机解决； - 冯诺依曼提出了“存储程序”的计算机设计思想，并“参照”图灵模型设计了历史上第一台电子计算机，即冯诺依曼机。 ps：有看到一种有争议说法：冯诺依曼机是图灵机的实现，感觉这有点过于片面，所以上述姑且改为参照作者回复: 👍总结得很好啊
2019-04-244113
逍觉迷遥课后题回答: 图灵机和冯诺依曼机并不是两种计算机，他们只是描述的侧重点不同而已！ 冯诺依曼机侧重于"程序存储"与"二进制执行"，并提出实现这两点必须的五个部分:控制器，处理器，存储单元，输入和输出设备。这个体系基本奠定了近现代计算机的硬件基础，所以冯诺依曼被称为"计算机之父"！ 图灵机则是一个理想状态，它侧重于计算与逻辑。图灵提出的是一种关于计算机科学计算与逻辑的构想，理论上图灵机可以模拟人类所有的计算过程。所以，图灵被称为"计算机科学之父"！ 所以，一个侧重的是组成结构，一个侧重的是逻辑运算，他们两者共同构成了现在的计算机！作者回复: 逍觉迷遥同学你好，做个小小的纠错哦，图灵机不能模拟“所有”的计算过程，其实是解决的就是哪些“可计算”，哪些“不可计算”的问题。
2019-04-24283
司鸿渐冯诺依曼确定了当代计算机体系结构，即五大部件（运算器、控制器、存储、输入设备、输出设备）；程序存储；二进制运算方式；构建了一个可编程、可存储的计算机硬件体系，为软件编程构建了逻辑抽象的计算机模型。 阿兰图灵确定了利用当代计算机的计算极限，即冯诺依曼机只能解决1.有解的可计算的数学问题2.能够在有限步骤得到解；为软件编程确立的问题域边界。作者回复: 图灵机其实也是一个很有意思的话题。我上大学的时候，对应着图灵机也有一门课程，叫做”可计算性理论“。在我看来，图零机是一个抽象的”思维实验“，而冯诺依曼机就是对应着这个”思维实验“的”物理实现“。相互之间颇有理论物理学家和实验物理学家的合作关系的意思，可谓是一个问题的一体两面。
2019-04-2469
星尘应该是部分cpu集成了gpu。不是主板集成了显卡。作者回复: 星尘同学你好，你说得没错。现在都是CPU里面直接集成了一个GPU芯片，一般我们叫它”核心显卡“，不过在之前更多是在主板上集成一块显卡，很多时候我们叫它”板载显卡“。太久没有装电脑了，技术已经更新换代了。:-)
2019-04-24565
Tomcat
图灵机偏重的抽象模型是“可计算”和“不可计算”这个计算机的边界，相当高瞻远瞩！而冯诺依曼体系结构的计算机则是对“可计算”式计算机的种实现，侧重于硬件的抽象。 另外，冯诺依曼是图灵的博士生导师，图灵可以说是青出于蓝而胜于蓝！他直接告诉了世人可计算的边界，如果你真的懂图灵机，就不会太过于担忧人工智能会取代人类这种荒谬的论断。 冯诺依曼，爱因斯坦和图灵是20世纪最聪明的人，据说，冯诺依曼比爱因斯坦更聪明。著名物理学家诺贝尔奖获得者费米在美国氢弹计划中计算了一个晚上的问题，冯诺依曼只用心算就得出了一样的答案！ 回到图灵本人，他之所以有这么高的觉悟，一是他师从冯诺依曼，希尔伯特等顶尖的人族，二是他绝顶聪明，三是时代的机遇。所以，我们如果想更优秀，就应该与最优秀的人在一起，这个非常重要。作者回复: 😊 做个小小的纠错，图灵的导师是丘奇，而不是冯诺伊曼。
2019-04-24630
拯救地球好累---总结--- 个人电脑组成：CPU、内存、主板、输入设备、输出设备、（硬盘、显卡、显示器、机箱、风扇等） 手机组成：SoC（包含CPU、内存等） 这类计算机的共性：遵循冯诺依曼体系结构（存储程序计算机） 存储程序计算机的两个核心点：可编程的、可存储 存储程序计算机五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 据此，学习组成原理应当从五大部件着手，弄清楚各部件内部工作机制和部件间的协调机制，应当尝试能对应用代码在计算机中的运行情况进行分析。 ---作业--- 对于图灵机和冯诺依曼机，前者是解决可计算问题的抽象，后者是基于前者思想在组成上相对更具体化的抽象。作者回复: 👍
2019-09-1620
William图灵在计算理论上的贡献很大，研究的是可计算性理论，类似于计算机是否可行，他阐明了计算机在数学上的概念，邱奇图灵论题，图灵机，停机问题等等。想再刷一遍《模仿游戏》了。 101页的英文Draft也是可以看很久了...作者回复: William你好，Draft我是推荐给硬核用户来看的，与其说是了解知识，不如说是为了破除”迷信“，如果没有太多时间，的确不一定有必要看，或者看看wikipedia对应的条目就好。
2019-04-2420
Eason Tai想听听大佬对于 图灵机 和 lambada 的理解和认识作者回复: Eason Tai同学你好，这个命题有点大啊😊。图灵机是一个很有意思的抽象问题，背后对应着一门<可计算性理论>的课程，其实就是告诉我们什么样的问题是计算机解决得了的，什么样的问题是解决不了的。而lambda算子是构造图灵机表示的一个数学的形式化系统。想要和实践结合的话，最好是去刷一刷sicp这本书，也就是<计算机程序的构造与解释>。刷了这本书的习题也是让自己功力大进的一个好办法。
2019-04-2819
黄小妖不好意思 上条没编辑完 就被submit。 在文中老师有提到“上面的算术逻辑单元和这里的控制器单元，共同组成了我们说的 CPU。” 难道不应该是处理器单元和控制器单元组成 CPU吗？ 我在网上概念上写 CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。是否就是文中老师写的 处理器单元和控制单元？ 电脑小白，正在自学计算机，对概念有点不清楚，看网上也是有很多种说法，望老师不嫌弃～作者回复: 黄小妖同学，你说得很好。其实我们在说计算机的五大组成部分的时候，有时候容易把不同粒度的东西混在一起。 一般我们认为CPU包含了运算器和控制器的功能，而这里的 运算器（Arithmetic Unit）呢，有时候又叫做“处理器单元”（Processing Unit）。然而处理器单元里面完成“运算”这个核心功能的部分呢，其实就是ALU（算术逻辑单元）。所以有时候我们会说 ALU + CU = CPU。 实际上，运算器除了ALU之外，还包含一系列的寄存器。而控制器其实也应该包含指令寄存器和PC寄存器。 可以说几种说法都对，不过更准确的教科书式的说法，应该还是 运算器 + 控制器 = CPU。
2019-04-2815
