冯·诺依曼计算机体系结构与组成解析

"计算机组成原理-概述.ppt" 在计算机科学中，计算机组成原理是研究计算机硬件系统结构和实现方式的基础课程。这份资料主要涵盖了计算机系统概论、计算机硬件的主要技术指标、计算机软硬件概念、计算机系统的层次结构、以及冯·诺依曼计算机的基本组成和特点。 首先，计算机系统是由硬件和软件两大部分构成的。硬件包括计算的实体，如主机、外设等，而软件则是根据任务需要编制的各种程序，包括系统软件（如操作系统、数据库管理系统、语言处理程序等）和服务性程序，以及应用软件。软件又可以进一步分为高级语言、汇编语言、机器语言和微指令，通过不同的翻译和解释过程，最终由硬件执行。 计算机的工作过程通常涉及将高级语言程序转化为机器可以理解的指令序列。这一过程包括编译、汇编和运行，通过虚拟机器层与实际机器之间的交互来实现。 计算机系统的层次结构展示了从程序员视角到实际硬件执行层面的不同抽象级别。从高级语言开始，经过虚拟机器，再到操作系统、机器语言和微指令，每一层都提供了一种更接近硬件的抽象，使得复杂的计算任务能够被分解并高效地执行。 冯·诺依曼计算机体系结构是现代计算机的基础，其特点包括：存储程序的概念，即指令和数据以二进制形式存放在存储器中，可以通过地址进行访问；指令由操作码和地址码组成，用于指示计算机执行特定操作；以运算器为中心，负责算术和逻辑运算；以及包括输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备在内的五大基本组成部分。 在冯·诺依曼计算机的硬件框图中，每个组件都有明确的功能：存储器用于存储指令和数据，输入设备用于将外部信息转化为机器可读的格式，运算器执行计算操作，控制器协调整个系统的工作，输出设备则将计算结果以人类可理解的形式呈现。 这份资料详细介绍了计算机系统的基本结构和工作原理，对于理解计算机硬件如何执行软件指令，以及如何设计和优化计算机系统具有重要的理论和实践意义。