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计算机系统层次结构
计算机系统是一个多层抽象的结构,从底层的物理硬件到顶层的用户应用,每一层都为上层提供服务和接口。这种分层设计极大地简化了系统开发和维护。
- 硬件层:物理设备,包括CPU、内存、I/O等
- 系统软件层:操作系统、驱动程序等
- 支撑软件层:数据库、中间件等
- 应用软件层:各种应用程序
- 用户层:最终使用者
各层次之间通过接口和协议协同工作,实现复杂的计算任务。下层对上层透明。
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冯·诺依曼结构与哈佛结构
冯·诺依曼结构是现代通用计算机的基础,其核心思想是「存储程序」——指令和数据存放在同一存储器中。
- 冯·诺依曼结构:程序存储和数据存储在同一存储器,采用统一的总线进行数据和指令的传输
- 哈佛结构:指令和数据分别存储在不同的存储器,分别有独立的总线
- 冯·诺依曼结构简单、成本低,是现代通用计算机的基础
- 哈佛结构具有更高的并行性和效率,常用于嵌入式和信号处理等领域
📖冯·诺依曼结构的主要瓶颈是「冯·诺依曼瓶颈」——CPU与存储器之间的速度差异限制了系统性能。