冯·诺依曼型计算机硬件系统解析:CPU、存储器与指令执行

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"该文档是2016年计算机一级考试MS Office辅导材料,主要讲述了计算机硬件系统的基础知识,特别是冯·诺依曼型计算机的结构以及其中的关键组成部分:输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备。文档特别强调了运算器和控制器合称为中央处理器(CPU),并对这两部分进行了深入讲解。此外,还提到了存储器的功能和分类,包括内存(RAM和ROM)的特性。" 一级计算机基础知识主要包括以下几个方面: 1. 冯·诺依曼型计算机硬件系统:这是计算机硬件的基础,其基本结构遵循冯·诺依曼体系,包括输入设备、运算器、存储器、控制器和输出设备这五个功能部件。 2. 运算器(ALU):负责执行算术和逻辑运算。算术运算涉及加、减、乘、除等基本数学运算,逻辑运算则处理逻辑变量的与、或、非等操作。运算器由加法器、寄存器和控制线路构成,加法器和寄存器在运算过程中起着关键作用。 3. 控制器(CU):负责协调整个计算机系统的运行,确保各部件能按指令有序工作。它包括指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件和指令计数器。控制器通过解码指令并生成相应的控制信号来执行指令。 4. 机器指令的执行流程:包含取指令、分析指令、生成控制信号、执行指令和重复执行这些步骤,直至指令序列执行完毕。指令通常由操作码和操作数组成,指示计算机执行特定的操作。 5. CPU(中央处理器):由运算器和控制器共同组成,是计算机的核心部件,负责处理计算和控制任务。 6. 存储器:存储器用于保存程序、数据和运算结果。内存(RAM)是CPU可以直接访问的存储区域,分为只读存储器(ROM)和随机存取存储器(RAM)。RAM又分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM),前者速度快但功耗高,后者容量大但速度相对较慢。 总结来说,这份资料涵盖了计算机硬件的基础知识,特别是对于理解计算机系统的基本运作原理和组件功能至关重要,对于准备计算机一级考试的考生来说,是一份有价值的参考资料。