冯诺依曼计算机结构复习：从ISA到MIPS指令系统

"计算机组成与系统结构复习提纲" 在计算机科学中，计算机组成与系统结构是理解计算机工作原理的关键领域。复习提纲涵盖了以下几个主要章节和知识点： Chapter1 计算机抽象与技术 1. 冯诺依曼型计算机的基本组成 冯诺依曼体系结构是现代计算机的基础，它包括五个主要部分：算术逻辑单元（ALU）、程序、中央处理器（CPU）、主机和总线。ALU执行算术和逻辑运算；程序存储指令和数据；CPU是计算机的大脑，负责控制和处理；主机包含CPU和内存；总线则作为数据、控制和地址信息传输的通道。 2. 计算机软件和计算机语言 软件包括系统软件和应用软件，与硬件相互作用，实现特定功能。计算机语言分为机器语言、汇编语言和高级语言。虚拟机允许在不同平台上运行软件；操作系统协调硬件和软件资源；机器语言是二进制代码，直接由硬件执行；汇编语言用助记符表示机器指令，便于人阅读；高级语言如C、Java、Python等，更接近人类自然语言，编译器和汇编程序将这些高级语言转换成机器可执行的形式。 Chapter2 指令：计算机的语言 1. 指令集架构（ISA） ISA定义了计算机可以理解和执行的指令集。它包括内存、位、字节、字、字长、地址、存储程序概念、指令、寄存器、操作数、操作码、寻址方式和指令格式。字节是8位，字是计算机的自然数据单位，字长通常与CPU的宽度一致。地址用于定位数据，而指令由操作码和操作数组成，寻址方式决定了数据如何被访问。Big Endian和Little Endian指定了字节顺序。程序计数器（PC）用于跟踪指令执行的顺序，堆栈则用于保存和恢复状态。 2. MIPS指令系统 MIPS是一种精简指令集（RISC）架构，以其简单的指令集和高效性著称。所有指令均为32位宽度，分为立即数型、转移型和寄存器型。三种寻址方式包括基址加16位位移量的访存寻址、立即数寻址和寄存器寻址。MIPS指令包括算术指令（如加减乘除）、逻辑指令（如AND、OR、NOT）、数据传送指令等，它们共同构成了MIPS指令系统的丰富功能。 复习这些核心概念对于深入理解计算机工作原理至关重要，无论是对于学术研究还是实际开发，都有极其重要的价值。通过学习和掌握这些知识点，不仅可以提升理论水平，还能提高解决实际问题的能力。