馮紐曼結構中的五大要素相信大家已經慢慢地有概念
那這和目前的計算機又是如何對應的呢,就從個人電腦實際組成來做個比較
下圖有 CPU、記憶體、接上硬碟、鍵盤、插上顯卡以及連到螢幕、最後裝上電源
就構成一台可正常運作的個人電腦
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CPU 對應的就是運算器(CA)以及控制器(CC)、記憶體對應存儲器(M)
那 CPU 是怎麼獲取到要執行的指令呢,在這塊晶片上採用南北橋架構
因此當 CPU 要獲取訊息時是透過北橋與記憶體連接
不過在計算機剛啟動的時候記憶體中是沒有任何資訊的
因為當計算機斷電時記憶體上面的訊息都會丟失
那 CPU 所要運行的第一條指令到底從何而來呢?我們可以看到在右下方還有一塊較大的南橋芯片
在前一篇我們也提到了在南橋芯片中集成了許多輸入輸出設備的控制器,包含硬碟
硬碟是外部紀錄介質,斷電後數據不會丟失,因此上面保存了許多系統所需的程序和數據
但是訪問硬碟的過程相對之下是較為複雜的,還需要驅動程式的幫忙
所以在剛開機的時候 CPU 沒有辦法直接存取到硬碟中的訊息
因此南橋芯片附近還有一顆 BIOS(Basic Input Output System) 芯片
他是一顆 Read-Only-Memory,斷電後資料不會丟失,所以也算是外部紀錄介質的一種
容量雖小,在上面卻記錄了一段重要的程序
包含檢查主機板上有哪些設備、這些設備是否可以正常運行等等
CPU 從 BIOS 芯片上取出指令後會依次的檢查主機板上的各項設備
例如顯卡,並且顯示螢幕畫面、或是鍵盤等等
此外現在的顯卡功能越來越強大,尤其是圖形處理單元(GPU)可以被用來做一些數學運算
目前許多超級電腦也會使用許多 GPU 來協助運算,因此他也分擔了一些控制器和運算器的工作
由上圖可以看出北橋晶片扮演著各元件的溝通通道角色
不過目前南北橋的架構也在快速的改變當中,下一篇將來介紹南北橋架構是怎麼演變