冯·诺依曼计算机的组成与工作原理解析

"组成原理总结.docx 是关于计算机组成原理的文档，涵盖了计算机系统概论、计算机的基本组成、冯·诺依曼计算机的特点以及计算机工作步骤等核心知识点。" 计算机组成原理是研究计算机硬件系统如何协同工作以实现数据处理和控制的学科。文档首先介绍了计算机系统的基本构成，包括硬件和软件两大部分。硬件是计算机的物理实体，如主机和外设，而软件则分为系统软件和应用软件。系统软件主要包括语言处理程序、操作系统、服务性程序、数据库管理系统和网络软件，它们负责管理整个计算机系统。应用软件则是根据特定任务需求编写的程序。 文档接着讨论了计算机系统的层次结构，涉及汇编程序、编译程序、链接程序和解释程序的功能。这些程序用于将不同级别的源代码转换为计算机可执行的机器语言。值得注意的是，计算机唯一能直接理解的语言是机器语言。 冯·诺依曼计算机模型是现代计算机设计的基础，其特点包括五大组成部分：运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备。在这个模型中，指令和数据以同等地位存储在内存中，都以二进制形式表示。指令由操作码和地址码组成，按顺序存储在内存中，由控制器负责读取和执行。早期的计算机设计以运算器为中心，但现代计算机更多地是以存储器为中心。 计算机硬件框图展示了从早期以运算器为中心的设计到现代以存储器为中心的转变。存储器的工作原理包括存储器地址寄存器（MAR）和存储器数据寄存器（MDR），每个存储单元都有一个唯一的地址，并能存储一定长度的二进制代码，即存储字。存储字长通常为8字节的整数倍，存储容量则表示整个存储器能存储的二进制信息位数。 计算机的工作步骤涉及从存储器中读取指令和数据。通过不同的时间段（取指周期和执行周期）以及地址来源（程序计数器PC提供的地址和指令地址码指定的地址）来区分两者。 这份文档提供了关于计算机系统基础的详尽概述，是学习计算机组成原理的重要参考资料。它帮助我们理解计算机如何执行程序、管理数据以及处理各种计算任务。