冯诺依曼计算机特点与计算机硬件软件解析

"唐朔飞编著的《计算机组成原理》第二版的课后习题答案，涵盖了计算机的运算方法和计算机系统的基础概念，包括硬件、软件、冯诺依曼计算机的特点以及各种存储器相关术语的解析。" 计算机系统是由计算机硬件、软件和数据通信设备组成的物理或逻辑实体。硬件是指计算机的物理组件，如运算器、控制器、存储器、输入输出设备等，而软件则是指运行在硬件上的程序和相关文档。两者在计算机系统中都至关重要，因为它们相辅相成，缺一不可。 冯诺依曼计算机模型有五个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。其特点包括：所有指令和数据都以二进制形式存储在存储器中，指令由操作码和地址码组成，指令按顺序存储并在存储器中自动顺序执行，运算器通常是系统的核心。 在冯诺依曼架构中，主机由CPU和主存储器（MM）构成，CPU是核心部件，由运算器和控制器组成。运算器执行算术和逻辑运算，控制器则负责指令的解码和执行流程的控制。主存储器是计算机运行程序和数据的地方，具有随机存取能力。存储单元是存储器中的基本单位，每个存储单元都有特定的地址，可以存储一个机器字。存储元件是最小的存储单位，用于存储一位二进制信息。存储字指的是存储单元中存储的二进制代码的逻辑单位，而存储字长则是存储单元能存储的二进制位数。存储容量是整个存储器能容纳的二进制信息总量，机器字长表示CPU一次能处理的数据位数，而指令字长则是一条指令的二进制代码长度。 此外，还有一些专业术语，如PC（程序计数器）用于存储当前指令地址并自动递增到下一条指令，IR（指令寄存器）用于暂存当前正在执行的指令，CU（控制单元）是控制器的一部分，负责指令的解码和生成控制信号，ALU（算术逻辑单元）执行算术和逻辑运算，ACC（累加器）用于存储计算结果，MQ（乘商寄存器）在乘除运算中发挥作用，X、Y等寄存器作为通用目的寄存器，MAR（存储器地址寄存器）存储要访问的存储器地址，MDR（存储器数据寄存器）用于暂存从存储器读出或准备写入存储器的数据，I/O用于输入输出操作，MIPS（每秒百万指令数）、CPI（每条指令周期数）和FLOPS（每秒浮点运算次数）是衡量计算机性能的指标。 这些概念构成了计算机系统的基础，理解和掌握它们对于深入学习计算机科学和技术至关重要。通过唐朔飞的《计算机组成原理》第二版，读者可以系统地学习这些知识，并通过课后习题来巩固和提升理解。