冯诺依曼计算机特性和术语详解：计算机组成原理要点

计算机组成原理是一门基础课程，主要探讨计算机系统的构成、硬件与软件的关系以及冯·诺依曼计算机的设计原则。本章节内容涵盖了多个核心概念： 1. **计算机系统**：计算机系统由硬件、软件和数据通信设备组成，它们共同协作实现信息处理。硬件是计算机的物理实体，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，而软件则包括运行所需的程序和文档。 2. **硬件与软件的重要性**：硬件和软件在计算机系统中相辅相成，没有哪一方更为重要。硬件提供了执行指令的基础平台，而软件则是控制和指导硬件工作的指令集，二者缺一不可。 3. **冯·诺依曼计算机特点**：冯氏计算机的基本特征包括五大部分的组成（运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备）、指令和数据的统一存储、指令结构（操作码和地址码）、指令的顺序执行和以运算器为中心的设计。 4. **硬件组件**：主机由CPU和主存（内存）组成，CPU作为计算机的核心，负责处理指令和数据。存储单元是可存储一个机器字并具有唯一地址的最小存储单位，存储元件则是单个二进制位的物理存储单元，存储字和存储字长则分别表示存储单元中二进制代码的逻辑单位和位数。存储容量指存储器总容量，机器字长和指令字长分别是CPU一次能处理数据的位数和一条指令的二进制代码长度。 5. **英文缩写解释**： - CPU：Central Processing Unit，中央处理器，负责执行指令。 - PC：Program Counter，程序计数器，记录当前指令地址并递增指向下一个指令地址。 - IR：Instruction Register，指令寄存器，暂存即将执行的指令。 - CU：Control Unit，控制单元，负责指令的译码和控制其他部件的运作。 - ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑单元，执行算术和逻辑运算。 - ACC：Accumulator，累加器，用于临时存放运算结果。 - MQ：Memory Queue，存储队列，可能与内存管理有关。 - X：未给出具体含义，可能是某个术语的简称。 - MAR：Memory Address Register，内存地址寄存器，用于存储要访问的存储单元地址。 - MDR：Memory Data Register，内存数据寄存器，用于存放从存储器读取的数据。 - I/O：Input/Output，输入输出设备接口，连接外部设备。 - MIPS：Millions of Instructions Per Second，每秒执行百万条指令，衡量计算机性能的指标之一。 - CPI：Clock Cycles Per Instruction，每条指令平均需要的时钟周期数，反映CPU效率。 - FLOPS：Floating-Point Operations Per Second，每秒浮点运算次数，衡量数学运算能力。 掌握这些基本概念有助于深入理解计算机的工作原理和架构，是学习后续计算机科学和信息技术课程的重要基础。