冯诺依曼计算机系统详解：硬件与软件并重

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及其工作原理。本章节概述了计算机系统的组成部分以及硬件与软件的关系。首先，计算机系统被定义为由硬件系统和软件系统共同组成的整体，两者相辅相成，不可或缺，强调了它们平等重要的地位。 冯·诺依曼计算机是现代计算机的基本设计模型，其特点包括以下几个方面：它由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成，所有指令和数据都以二进制形式存储并可按地址寻址。指令由操作码和地址码构成，按照顺序执行，以运算器为核心。此外，章节还介绍了核心概念，如主机（包含CPU和主存储器）、CPU（负责指令处理的中心，现代CPU可能集成Cache）、主存（即RAM，用于存储当前运行程序和数据）、存储单元、存储元件（基本存储单位）、存储字、存储字长、存储容量、机器字长和指令字长等。 对于常见的英文缩写，有以下解释： - CPU（Central Processing Unit）：中央处理器，计算机的运算和控制核心。 - PC（Personal Computer）：个人计算机，家用或办公室使用的通用计算机。 - 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操作。 - ALU（Arithmetic Logic Unit）：算术逻辑单元，执行算术和逻辑运算。 - ACC（Accumulator）：累加器，用于临时存储运算结果。 - MQ（Memory Queue）：内存队列，可能指的是高速缓存或指令队列。 - X：此处可能指代未知或者具体操作，需要上下文进一步说明。 - MAR（Memory Address Register）：内存地址寄存器，存放要访问存储器的地址。 - MDR（Memory Data Register）：内存数据寄存器，用于接收从存储器读出的数据。 - I/O（Input/Output）：输入输出，涉及计算机与外部设备的数据交换。 - MIPS（Millions of Instructions Per Second）：每秒执行百万条指令，衡量计算机性能的一个指标。 - CPI（Clock Cycles Per Instruction）：每个时钟周期执行的指令数，反映CPU效率。 - FLOPS（Floating Point Operations Per Second）：每秒浮点运算次数，衡量浮点运算能力。 这些概念和术语是理解计算机硬件和体系结构的基础，对于深入学习计算机组成原理至关重要。理解它们有助于分析硬件工作原理，设计高效的计算机系统，以及编写符合特定架构的程序。