计算机组成原理详解：冯诺依曼结构与关键术语

计算机组成原理是信息技术领域的基石，它探讨了计算机系统的基本构成和运作机制。在第一章中，首先定义了几个关键术语： 1. **计算机系统**：是由硬件系统和软件系统共同构成的完整体系，两者缺一不可，共同实现数据处理和计算任务。 2. **计算机硬件**：包括电子线路和物理装置，如运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，其中运算器和控制器为核心组件，现代CPU可能还包括集成的高速缓存。 3. **计算机软件**：包含程序和相关文档，是计算机运行所需的各种指令和应用程序。 4. **冯•诺依曼计算机特点**：这种设计模型强调五大基本部件的结构，即数据和指令存储在同一存储器中，使用二进制表示，通过地址访问，以及自动顺序执行等。 接着，讲解了计算机硬件的一些核心概念： - **主机**：由CPU和主存储器组成，是计算机硬件的核心部分。 - **CPU**：中央处理器，负责执行指令和处理数据，早期可能由运算器和控制器分开，现在常集成其他功能。 - **主存**：即内存，存储正在运行的程序和数据，可随机存取。 - **存储单元、存储元件、存储基元/元/字、存储字长、存储容量**：这些都是存储器的不同层次和度量，如存储单元是基本存储单位，存储字长指存储一个数据所需比特数，存储容量则表示存储器总的存储能力。 - **机器字长和指令字长**：反映了CPU一次处理数据的位数和一条指令的长度。 此外，还介绍了几个常见的英文缩写及其含义： - **CPU**: Central Processing Unit，中央处理器，负责计算机的大部分运算和控制任务。 - **PC**: Personal Computer，个人计算机，家用或办公用的通用计算机。 - **IR**: Instruction Register，指令寄存器，暂存指令的地方。 - **CU**: Control Unit，控制单元，负责指令的解释和控制操作。 - **ALU**: Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元，进行算术和逻辑运算。 - **ACC**: Accumulator，累加器，用于临时存储运算结果。 - **MQ**: Memory Queue，内存队列，可能指的是数据交换或缓冲区。 - **X**: 可能是某个特定术语或变量的代号，具体上下文中未给出明确含义。 - **MAR**: Memory Address Register，存储器地址寄存器，用于读写操作时指定地址。 - **MDR**: Memory Data Register，存储器数据寄存器，用于存放从内存读出的数据。 - **I/O**: Input/Output，输入输出，涉及计算机与外部设备的数据交互。 - **MIPS**: Million Instructions Per Second，每秒执行百万条指令，衡量处理器性能的指标。 - **CPI**: Clock Cycles Per Instruction，每条指令平均使用的时钟周期数，反映CPU效率。 - **FLOPS**: Floating Point Operations Per Second，每秒浮点运算次数，用于评估浮点运算能力。 总结来说，第一章主要介绍了计算机系统的基础构成，硬件组件的功能，以及冯•诺依曼计算机的设计思想，同时涵盖了CPU、存储器和I/O等相关概念。理解这些基础知识对于深入学习计算机组成原理至关重要。