计算机体系结构解析：Flynn分类与冯诺依曼思想

"该资源是关于计算机组织与结构论述题的整理，主要涵盖了计算机分类、冯诺依曼体系结构、计算机性能指标以及计算机系统的基本组成等核心知识点。" 计算机分类的依据是Flynn的计算机体系结构模型，他将计算机分为四类：SISD（单指令流单数据流），如传统的顺序执行处理器；SIMD（单指令流多数据流），适用于向多个执行单元发送相同操作的场合；MISD（多指令流单数据流），不太常见；以及MIMD（多指令流多数据流），是并行处理器系统的基础，广泛应用在高性能计算中。 冯洛伊曼体系结构和哈佛结构是两种主要的数据和指令存储方式。冯洛伊曼结构中，数据和指令共享同一存储空间，简化了程序执行，但可能限制了执行效率。而哈佛结构则将数据和指令分开存储，允许它们同时存取，提高了执行效率，还支持不同宽度的指令和数据。 计算机性能的衡量参数包括机器字长、存储容量和运算速度。机器字长决定了CPU一次处理数据的能力，影响运算速度和指令格式。存储容量则是指主存和辅存的大小，通常以字节数乘以字节长度来表示。运算速度的快慢由主频、操作类型和内存访问速度等因素决定，常用MIPS（每秒百万指令数）、CPI（指令周期数）和FLOPS（每秒浮点运算次数）作为衡量标准。 计算机系统主要由硬件和软件两部分构成。硬件包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。存储器用于存储数据和指令，运算器执行计算任务，控制器协调整个系统工作。输入设备将外部信息转化为二进制，输出设备则将计算结果呈现。运算器和控制器合称为CPU，与主存储器组成主机，而I/O设备和辅助存储器是外设。软件方面，系统软件主要包括操作系统、语言处理程序和数据库管理系统，负责管理资源和提供服务，而应用软件则是针对特定任务开发的程序。 冯诺依曼计算机设计的核心理念是使用二进制表示数据和指令，指令由操作码和地址码组成，并采用存储程序方式，使程序能在计算机内部自动执行。这一设计至今仍是现代计算机的基础。