冯诺依曼计算机结构与指令系统解析

"该资源是关于计算机组成原理的课后答案，主要讨论了专用变址寄存器在计算机体系结构中的应用以及冯诺依曼计算机的基本概念和工作原理。" 在计算机组成原理中，专用变址寄存器是用于扩展寻址能力的一种机制。根据描述，我们可以了解到几种不同的寻址方式： 1. **立即数寻址**：在指令中直接包含8位的数值，可以用于立即执行的操作，但其寻址范围仅限于8位数值能表示的范围。 2. **直接寻址**：使用8位地址字段，可以访问28个存储单元，适用于小范围的直接数据访问。 3. **变址寻址**：结合16位的变址寄存器R和8位的形式地址D，形成有效地址E=R+D，这种寻址方式能覆盖整个64K字的主存空间，适用于需要连续或基于基地址的数据访问。 4. **相对寻址**：基于程序计数器PC的6位偏移量D，使得有效地址E=(PC)+D，也能访问整个主存，常用于分支和跳转指令。 此外，资料还涵盖了冯诺依曼计算机的基本概念： - **冯诺依曼计算机设计思想**：存储程序的概念，即程序和数据都存储在内存中，并按地址顺序执行。它由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成。 - **存储容量**：存储器可以存储的二进制数据总量，常用KB、MB等单位表示。 - **单元地址**：存储器中每个单元的唯一标识，用于定位数据。 - **数据字与指令字**：数据字是计算机处理的数据单元，而指令字是表示一条指令的二进制序列。 - **指令与程序**：指令由操作码和操作数两部分构成，表示计算机的基本操作；程序是一系列指令的集合，用于解决特定问题。 - **指令和数据的区分**：在取指阶段，CPU从内存中读取的是指令，在执行阶段读取的是指令所需的操作数。 - **内存与外存**：内存是CPU可以直接访问的临时存储，用于当前运行的程序和数据；外存则容量大，但访问速度慢，不能直接被CPU访问，通常包括磁盘和光盘。 - **CPU**：运算器和控制器的组合，负责执行指令和控制整个计算机系统的运行。 - **适配器**：作为主机与外部设备之间的桥梁，负责转换不同速度设备间的信息交换。 这些知识构成了计算机组成原理的基础，对于理解计算机如何处理和执行指令至关重要。