计算机组成原理答案　唐朔飞

根据题目要求，以下是从《计算机组成原理答案》这本书的相关知识点进行详细解读： ### 计算机组成原理 #### 一、计算机系统概述 1. **计算机系统的定义**：计算机系统是指由计算机硬件、软件和数据通信设备等组成的综合体。这里的“综合体”指的是这些组成部分之间存在物理或逻辑上的联系。 2. **计算机硬件**：指的是构成计算机物理实体的部分，例如中央处理器(CPU)、内存、硬盘等。这些硬件设备是计算机系统能够正常工作的基础。 3. **计算机软件**：指为了使计算机能够执行特定任务而编写的程序及其相关文档。软件包括操作系统、应用程序等。软件与硬件相辅相成，共同构成了完整的计算机系统。 4. **硬件与软件的重要性**：硬件和软件在计算机系统中是相互依存的关系，二者都至关重要。没有硬件的支持，软件无法运行；而没有软件的控制，硬件也无法发挥作用。因此，在实际应用中，两者同等重要。 #### 二、冯·诺依曼体系结构特点 冯·诺依曼计算机体系结构是现代计算机设计的基础之一，其主要特点如下： 1. **五大基本部件**：计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五大部件组成。 2. **统一的存储格式**：指令和数据均以二进制形式存储在同一个存储器中，这使得计算机能够灵活地处理各种类型的信息。 3. **指令的组成**：每条指令都包含操作码和地址码两部分，其中操作码指示计算机执行何种操作，地址码则指出操作的对象所在的位置。 4. **指令序列化执行**：计算机中的指令通常按照顺序存放在存储器中，并且可以自动地按顺序执行这些指令。这种特性使得计算机能够自动地完成复杂的计算任务。 5. **以运算器为中心**：在早期的冯·诺依曼计算机中，运算器是整个系统的中心部件，所有的数据处理都围绕着运算器进行。 #### 三、计算机硬件基本概念 1. **主机**：计算机硬件的主体部分，通常指CPU加上主存储器(MM)的组合。它是计算机系统的核心。 2. **CPU(中央处理器)**：计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成。它负责执行指令集中的各项操作。 3. **主存**：用于存放当前正在运行的程序和数据的存储器，是计算机的主要工作存储器。主存具有高速随机访问的特点。 4. **存储单元**：可以存放一个机器字并具有特定地址的最小存储单位。每个存储单元都有唯一的地址，以便能够被准确地定位和访问。 5. **存储元件**：能够存储一个二进制位的物理元件，是最小的存储单位，也称为存储基元或存储元。存储元件不能单独进行读写操作。 6. **存储字**：一个存储单元所存储的二进制代码的逻辑单位。它通常包含多个二进制位。 7. **存储字长**：一个存储单元所能存储的二进制代码的位数。存储字长决定了该存储单元能表示的最大数值范围。 8. **存储容量**：存储器能够存储的二进制代码总量，通常以字节数表示。 9. **机器字长**：CPU能够同时处理的数据位数。机器字长直接影响了计算机的性能。 10. **指令字长**：一条指令的二进制代码位数。指令字长决定了指令的复杂度和灵活性。 #### 四、常见英文缩写及含义 1. **CPU** (Central Processing Unit)：中央处理机（器），计算机硬件的核心部件，负责执行指令集中的各项操作。 2. **PC** (Program Counter)：程序计数器，用于存储下一条要执行指令的地址。 3. **IR** (Instruction Register)：指令寄存器，用来保存当前正在执行的指令。 4. **CU** (Control Unit)：控制单元，负责协调计算机各个部件的工作。 5. **ALU** (Arithmetic Logic Unit)：算术逻辑单元，用于执行基本的算术和逻辑运算。 6. **ACC** (Accumulator)：累加器，一种特殊用途的寄存器，用于暂存运算结果。 7. **MQ** (Multiplier/Quotient Register)：乘法/除法寄存器，用于乘法和除法运算过程中存储中间结果。 8. **X**：通常用作通用寄存器的名称，用来存放数据或指令。 9. **MAR** (Memory Address Register)：存储器地址寄存器，用于保存将要访问的存储单元的地址。 10. **MDR** (Memory Data Register)：存储器数据寄存器，用于保存从存储单元读出的数据或将要写入存储单元的数据。 11. **I/O** (Input/Output)：输入/输出设备，用于实现计算机与外部世界的交互。 12. **MIPS** (Million Instructions Per Second)：每秒百万条指令，衡量计算机执行速度的一种指标。 13. **CPI** (Cycles Per Instruction)：每条指令所需的时钟周期数，衡量计算机效率的一个指标。 14. **FLOPS** (Floating Point Operations Per Second)：每秒浮点运算次数，衡量计算机浮点运算能力的指标。 通过以上对计算机组成原理的基本概念和冯·诺依曼体系结构特点的介绍，我们可以更深入地理解计算机是如何工作的以及其内部结构的设计原理。这对于学习计算机科学和工程的学生来说是非常重要的基础知识。