计算机组成与结构学习精华：运算器、存储体系解析

"这是一份全面的计算机组成与结构的学习资料，包含PPT形式的讲解，涵盖了从概论到具体组件如运算器、存储器等多个方面的内容，是学习计算机基础知识的重要参考资料。" 计算机组成与结构是计算机科学的基础，它探讨了计算机内部的各个组成部分以及它们如何协同工作。这份资料首先介绍了计算机硬件，包括中央处理器(CPU)、内存、输入/输出(I/O)设备等基本构成。计算机软件则涉及到操作系统、应用软件等，它们是控制硬件执行任务的指令集合。 计算机系统的层次结构是理解计算机工作方式的关键，它通常由硬件、固件、操作系统、编程语言等多层次构成。冯·诺依曼模型是现代计算机的基础，它定义了计算机的基本工作原理，即存储程序的概念，其中数据和指令都存储在内存中，按照预先设定的顺序执行。 性能是衡量计算机能力的重要指标，包括运算速度、内存容量、吞吐量、响应时间和能效比等。计算机系统可以根据Flynn分类法分为单指令流单数据流(SISD)、单指令流多数据流(SIMD)、多指令流单数据流(MISD)和多指令流多数据流(MIMD)四种类型，这种分类基于指令处理和数据处理的并发性。 运算方法和运算器部分详细讲解了数据的表示方式，如定点和浮点数的表示，以及补码、移码等不同编码。此外，还涵盖了加减法、乘除法运算，包括溢出判断和浮点数运算步骤。运算器的实例，如Am2901，以及数据校验码如海明校验码，都是这部分的重点。 主存储器与存储体系的讨论包括了内存的基本概念，如RAM和ROM，以及高速存储器如Cache和虚拟存储器。存储器的组织结构，如双端口存储器、多体交叉存储器和相联存储器，都是提高性能和效率的重要手段。地址映射和替换算法，如直接映射、全相联映射和组相联映射，是Cache设计的关键，而LRU算法则是常见的替换策略之一。 存储系统的层次结构旨在通过Cache-主存和主存-外存层次来优化性能，减少访问时间。虚拟存储器则允许程序使用超过实际物理内存大小的地址空间，通过页面交换机制在主存和磁盘之间动态管理数据。 这份计算机组成与结构的PPT资料详尽地覆盖了计算机系统的基础知识，对于深入理解计算机的工作原理和设计至关重要，是学习和教学的宝贵资源。