冯诺依曼计算机组成原理详解及复习要点

"这篇文档是关于计算机组成原理的期末复习资料，主要涵盖了冯诺依曼机的设计思想，五大功能部件的组成，硬件与软件的关系，以及计算机系统的多层次结构。此外，还提到了计算机的一些基本特点和性能指标，以及定点数在原码表示中的范围和转换。" 冯诺依曼机的设计思想构成了现代计算机的基础，它包括五个主要组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。运算器负责进行算术和逻辑运算，控制器则管理整个计算机的执行流程。存储器分为内存和外存，用于存储程序和数据。输入设备用于将外部信息输入到计算机，输出设备则将计算结果展示给用户。CPU是运算器和控制器的合称，而计算机主机包括了CPU和主存储器。I/O设备涵盖了所有的输入输出设备，如键盘、鼠标、显示器、硬盘等。 冯诺依曼思想的核心是存储程序方式，即程序和数据预先存储在存储器中，计算机能够根据存储的指令自动执行任务。这种设计使得计算机能够执行预先编写的程序，实现自动化运行。 计算机系统是由硬件系统和软件系统共同组成的。硬件是看得见摸得着的物理设备，而软件则是各种程序和文件，包括操作系统、应用软件等。硬件和软件在逻辑上是等价的，它们的结合构成了完整的计算机系统。计算机系统的层次结构包括高级语言级、汇编语言级、操作系统级、一般机器级（机器语言级）和微程序设计级，每一级都对应不同的功能和操作级别。 计算机的特点包括能自动连续工作、运算速度快、精度高、强大的信息存储能力和通用性。衡量计算机性能的主要指标有机器字长（影响数据处理能力）、数据通路宽度（影响数据传输速度）、运算速度（通常以每秒执行的指令数衡量）、存储容量（包括内存和硬盘容量）、配置的外围设备性能以及系统软件配置。 在数据表示方面，以8位机器字长为例，定点数可以用原码表示，如纯小数和纯整数。原码的正负表示方式中，0有两种表示，即00000000代表正零，10000000代表负零。对于小数，例如0.1011和-0.1011，其原码表示分别为01011000和11011000。 通过这份复习资料，学习者可以全面回顾计算机组成原理的关键概念，为期末考试做好准备。