冯诺依曼计算机结构与存储原理详解

计算机组成原理白中英版第五版课后答案深入探讨了冯诺依曼计算机的设计思想与结构、存储系统和数据组织、指令和程序的概念，以及CPU、内存与外存的区别。以下知识点详细解析： 1. **冯诺依曼计算机设计思想**：冯诺依曼计算机的核心理念是存储程序并按地址顺序执行，这意味着计算机程序和数据都存储在内存中，通过CPU按照预先设定的指令顺序控制运行。它由五个主要部分组成：存储器（用于存储指令和数据）、运算器（执行算术和逻辑运算）、控制器（指挥各个部件工作）、输入设备（接收外部数据）和输出设备（提供结果）。 2. **存储系统概念**： - 存储容量：衡量存储器能容纳二进制数据的数量，常用KB、MB等作为单位。 - 单元地址：每个存储单元的唯一标识，用于定位内存中的数据或指令。 - 数据字和指令字：数据字是计算机处理的数据单元，而指令字则是代表特定操作的代码单元。 3. **指令和程序的定义**： - 指令：由操作码和操作数构成，是执行特定操作的基本代码或二进制序列。 - 程序：一系列按顺序编排的指令，用于解决特定问题，是计算机执行任务的蓝图。 4. **内存与外存的区别**： - 内存（内存）：快速的半导体存储器，用于存放当前运行所需的程序和数据，直接被CPU访问。 - 外存（外存）：大容量的非易失性存储器，如磁盘和光盘，存放长期数据，不直接供CPU处理，需通过适配器间接访问。 5. **CPU和适配器**： - CPU：负责运算和控制，由运算器和控制器组成。 - 适配器：连接不同速度外设与主机的接口，负责数据传输和协议转换，确保数据的正确交换。 6. **编码表示**： - 对于提供的8位编码，涉及到原码、反码和补码的转换，这是数字在计算机内部表示的基础，特别是对于负数的存储，需要考虑符号位和数值位的调整。 这些知识点涵盖了计算机组成原理的基础概念，对于理解计算机如何执行指令、存储数据以及硬件组件的工作方式至关重要。学习这些内容有助于深入掌握计算机系统的底层结构和工作原理。