冯诺依曼计算机设计思想与存储原理解析

"《计算机组成原理》白中英版第五版课后答案涵盖计算机系统概论及运算方法和运算器的知识点，详细解析了冯诺依曼计算机结构、存储器系统、指令与程序、数据表示等内容。" 1. **冯诺依曼型计算机**：冯诺依曼计算机的设计思想是存储程序并按地址顺序执行，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。这种设计模式使得计算机能够将指令和数据存储在同一内存中，通过控制器按照预存的指令序列执行操作。 2. **存储容量与地址**：存储容量是指存储器能够保存的二进制数据总量，常用单位有KB、MB、GB等。单元地址是存储器中每个存储单元的唯一标识，用于定位和访问特定的数据。 3. **数据字与指令字**：数据字是计算机处理数据的基本单位，而指令字则是表示计算机指令的二进制序列，用于指示计算机执行特定的操作。 4. **指令与程序**：指令是由操作码和操作数两部分组成的，能表示计算机的一个基本操作；程序则是一串指令序列，用于解决特定问题。 5. **指令与数据的区分**：计算机在取指阶段读取的是指令，在执行阶段读取的是指令所需的操作数，区分它们是通过执行阶段的内部逻辑实现的。 6. **内存与外存**：内存，或称主存储器，用于存储系统当前运行所需的程序和数据，CPU可直接访问；外存，如磁盘和光盘，存储大量程序和数据，但CPU不能直接访问，需要通过输入/输出操作进行交互。 7. **CPU**：中央处理器（CPU）是计算机的核心，由运算器和控制器组成，负责执行指令和处理数据。 8. **适配器**：适配器是连接主机和外部设备的桥梁，它的作用是进行速度匹配和信息转换，确保数据传输的正确性和效率。 9. **数值编码**：原码、反码和补码是二进制表示有符号整数的方式。如8位编码中，-35的原码为10100011，反码为11011100，补码为11011101。原码直接表示正负，反码是原码除符号位外按位取反，补码是在反码的基础上加1，通常用于减法运算。例如，127的原码、反码和补码均为01111111，-127的原码为11111111，反码为10000000，补码为10000001，-1的补码是11111111。 这些知识点构成了计算机组成原理的基础，对于理解和分析计算机系统的工作原理至关重要。