计算机组成原理详解：硬件软件相互依赖，冯·诺依曼计算机特点

"该资源是关于《计算机组成原理》课程的课后答案，涵盖了计算机系统的基本概念、冯·诺依曼计算机的特点以及一系列关键术语的解释。" 在计算机科学领域，计算机系统是由计算机硬件和软件两个重要组成部分组成的整体。计算机硬件包括了所有可见的物理设备，如电子线路、处理器、内存、输入输出设备等。而计算机软件则是指运行在硬件上的程序和相关数据，它使硬件能够执行各种任务。硬件和软件相辅相成，它们共同决定了计算机系统的功能和性能。 冯·诺依曼计算机是现代计算机设计的基础，它的特点包括五个方面。首先，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分构成。其次，数据和指令都被存储在存储器中，且可以按照地址进行访问。这些数据和指令都是以二进制形式存在的。此外，每条指令由操作码和地址码组成，操作码定义了要执行的操作，地址码指示了操作数的位置。指令按照存储器中的顺序被自动取出并执行。最后，早期的冯·诺依曼计算机以运算器为中心，但现代CPU通常包含运算器、控制器以及高速缓存（CACHE）。 主机是指计算机硬件的主要部分，由CPU（中央处理器）和主存储器（主存）组成。CPU是计算机的核心，包括运算器和控制器，负责执行指令和数据处理。运算器执行算术和逻辑运算，控制器则管理整个系统的操作流程。主存是计算机工作时用于存储程序和数据的快速访问存储器，由存储体、逻辑部件和控制电路构成。 存储单元是主存中最小的可寻址单位，可以存储一个机器字。存储元件是存储一位二进制信息的物理元件，也称为存储基元或存储元，是构成存储器的基本元素。存储字指的是一个存储单元内存储的二进制代码，而存储字长则是指每个存储单元可以存储的二进制位数。存储容量是整个存储器能容纳的二进制位总数，而机器字长则表示CPU一次可以处理的数据位数，通常与CPU寄存器的位数一致。指令字长则是一条指令在二进制表示下的长度。 此外，还有一些常见的计算机术语的英文缩写及其含义，例如：CPU（Central Processing Unit，中央处理器），PC（Program Counter，程序计数器），IR（Instruction Register，指令寄存器），CU（Control Unit，控制单元），ALU（Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元），ACC（Accumulator，累加器），MQ（Multiplier/Quotient Register，乘商寄存器），X（通用寄存器），MAR（Memory Address Register，存储器地址寄存器），MDR（Memory Data Register，存储器数据寄存器），I/O（Input/Output，输入输出），MIPS（Millions of Instructions Per Second，每秒百万指令数），CPI（Cycles Per Instruction，每条指令周期数），FLOPS（Floating Point Operations Per Second，每秒浮点运算次数）。 理解这些基本概念对于深入学习计算机组成原理至关重要，因为它们构成了计算机系统运作的基础。通过这些知识，可以更好地理解和分析计算机如何处理数据、执行指令以及与外部世界交互。