冯诺依曼结构详解与计算机组成原理要点

在"计算机组成原理简答题汇总"中，本文主要涵盖了计算机硬件系统的基础概念和冯诺依曼结构计算机的核心特性，以及它们在实际应用中的优缺点。以下是详细的解析： 1. 计算机系统的基本概念：计算机系统是由硬件和软件组成的整体，其层次结构包含多个级别，从低到高依次为微程序机器级、传统机器级、操作系统级、汇编语言级和高级语言级，甚至还有应用语言机器级。冯诺依曼结构计算机特点是硬件模块明确，包括运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备，采用存储程序工作方式。指令和数据混合存储，由计算机状态决定读取的是指令还是数据。 2. 冯诺依曼结构的局限性：冯诺依曼结构的并行处理能力有限，不适合处理复杂的并行任务，比如人工智能和模式识别，因为这需要高度的并行计算和数据处理能力。此外，由于其单处理机设计，数据流和指令流是一致的，这限制了计算机的并发性能。 3. 信息流及其关系：计算机内部存在控制信息流和数据信息流。控制信息包括指令、状态和时序信息，这些信息决定了数据的处理路径和顺序。通过控制信号，计算机能够有序地执行指令，实现数据的加工和功能的实现。 4. 计数制的选择：计算机采用二进制计数制，这是因为二进制易于物理实现，利用半导体存储器的导通/截止状态、磁化单元的磁化方向或光存储器的凹坑状态来表示二进制的0和1，这简化了硬件设计。 5. 运算器和控制器的功能：运算器负责执行算术和逻辑运算，它是计算机核心部件之一，负责处理基本的数学和逻辑操作。控制器则负责解释指令，通过指令译码生成控制信号，控制整个计算机系统的运行流程。 6. 输入输出设备的作用：输入设备如键盘、鼠标、扫描仪等，将用户提供的各种形式的数据转换成计算机可识别的信号。输出设备如显示器、打印机等，将计算机处理后的结果以人类可理解的形式呈现出来。 本篇简答题汇总深入浅出地阐述了计算机组成原理的基础知识，对于理解和学习计算机系统的工作原理具有重要意义。