阿摩線上測驗 登入

申論題資訊

試卷:105年 - 105年地方四等-程式設計概要#58807
科目:程式設計
年份:105年
排序:0

題組內容

一、請回答下列問題:(每小題 5 分,共 10 分)

申論題內容

⑵因為范紐曼架構會產生所謂的范紐曼瓶頸,請說明之。

詳解 (共 5 筆)

詳解 提供者:老蕭
范紐曼架構將CPU與記憶體分開,造成了所謂的范紐曼瓶頸。從記憶體取得資料或指令的速度通常較CPU處理的速度慢,所以當程式在執行過程中必須從記憶體去擷取資料 時,便可能會影響到程式執行的整體效能。
詳解 提供者:薩諾斯大鬧天宮
在CPU與記憶體之間的流量(資料傳輸率)與記憶體的容量相比起來相當小,在現代電腦中,流量與CPU的工作效率相比之下非常小,在某些情況下(當CPU需要在巨大的資料上執行一些簡單指令時),資料流量就成了整體效率非常嚴重的限制。CPU將會在資料輸入或輸出記憶體時閒置。由於CPU速度遠大於記憶體讀寫速率,因此瓶頸問題越來越嚴重。
詳解 提供者:yuchan.lai
處理器與I/O系統的資料存取記憶體速度跟不上CPU
詳解 提供者:永不放棄
當cpu執行速度越來越快,記憶體速度跟不上cpu,cpu和記憶體之間會發生瓶頸
詳解 提供者:hchungw
範紐曼瓶頸(Von Neumann bottleneck)是指在範紐曼架構的電腦中,因為指令和數據共用一條單一的資料傳輸通道(即匯流排)來進入和離開中央處理器(CPU),這造成了資料處理的瓶頸。
在範紐曼架構的電腦中,所有的指令和數據都存儲在同一個記憶體空間中,當CPU需要從記憶體中讀取指令或數據時,它們都需要通過同一個匯流排。這就意味著,儘管 CPU 的運算速度非常快,它在任何時間點只能要麼讀取指令,要麼讀取數據,或者寫入數據到記憶體中。隨著處理器速度的提升,記憶體的存取速度相對較慢,導致CPU花費大量時間等待數據的讀取或寫入,這限制了整體系統的性能。
為瞭解決這個問題,設計師們開發出了多種技術,例如快取記憶體(cache)以減少CPU和主記憶體之間的存取次數,指令預取(instruction prefetching)以及流水線技術(pipelining),這些技術都旨在減輕範紐曼瓶頸對性能的影響。此外,一些非範紐曼架構,如哈佛架構,透過分開指令記憶體與數據記憶體來改善這個問題。哈佛架構允許同時讀取指令和數據,從而增加了數據處理的效率。