计算机组成原理：诺依曼机的发展与演进

"计算机组成原理考研知识点非常全.doc" 计算机组成原理是计算机科学的基础，它主要探讨计算机硬件系统的各个组成部分如何协同工作以执行程序。这个文档涵盖了计算机发展历史、计算机系统的基本架构以及摩尔定律等多个关键知识点。 首先，计算机的发展可以被划分为五个阶段，从1946年的电子管计算机（第一代）到现在的超大规模集成电路计算机（第五代）。每个阶段都伴随着硬件技术的进步，例如电子管被晶体管取代，再到集成电路的发展，计算速度和效率不断提高，而体积和能耗则逐步减小。 诺依曼（John von Neumann）提出的存储程序概念是现代计算机设计的基础，这一概念使得数据和程序可以被存储在同一个内存中，允许计算机根据需要动态地执行指令。这种体系结构被称为诺依曼架构，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分。其中： 1. 运算器负责执行算术和逻辑运算，还暂时存储运算结果。 2. 存储器存储数据和程序，数据和指令可以按照它们在内存中的地址被访问。 3. 控制器负责管理和协调整个计算机的操作，包括指令的读取和执行。 4. 输入设备用于将用户或外部环境的信息转化为计算机能理解的数字形式。 5. 输出设备则将计算机处理后的信息转化为人类可读的形式。 摩尔定律是由英特尔公司的创始人之一戈登·摩尔提出的，他观察到集成电路上的晶体管数量大约每两年翻一番，这导致了处理器性能的快速提升。尽管现在摩尔定律在物理限制下有所放缓，但它仍然是衡量半导体技术进步的一个重要参考。 此外，文档还提到了新摩尔定律，即全球互联网用户的增长速度，这反映了互联网和信息技术的迅速普及。 在诺依曼架构中，指令和数据是等价的，两者都被以二进制形式存储在内存中，指令由操作码和地址码组成，操作码指示要执行的操作，地址码指向参与运算的数据的位置。指令通常按照顺序执行，但在分支和循环等控制结构中，可以通过改变程序计数器的值来改变执行流程。 计算机组成原理涉及的内容广泛且深入，对于理解和设计计算机硬件系统至关重要，也是计算机科学专业学生和研究人员必须掌握的基础知识。这份文档为准备计算机组成原理考试的学生提供了一个全面的学习资源。