冯诺依曼思想与计算机构造详解

冯·诺依曼设计思想是现代计算机体系结构的核心理念，它包括以下要点： 1. **硬件组成**：计算机由五个基本组件构成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器则协调各个部件的工作流程，存储器用来存放程序和数据，输入设备接收用户指令和数据，输出设备则展示结果。 2. **数据和指令表示**：计算机内部采用二进制进行数据和指令的表示，这是计算机能够高效处理信息的基础。 3. **存储程序和程序控制**：这一原则强调了程序预先存储在内存中，通过控制器按顺序执行，实现了自动化和连续性。 计算机的基本工作过程是按照输入、处理和输出的顺序进行的。比如，当用户通过键盘输入1+2的指令后，数据会被输入设备送入内存，控制器解析指令并控制运算器执行加法运算，最后将结果输出至显示器。 微型计算机中的总线系统包括地址总线、数据总线和控制总线，它们分别传输地址、数据和控制信号，确保不同部件之间的有效通信。 解释程序和编译程序是两种不同的语言处理方式。解释程序逐行解释高级语言源代码并执行，而编译程序先将其转换为机器语言后再执行，编译后的程序执行速度更快。解释程序常用于教学和快速开发，而编译程序广泛应用于性能要求高的应用中。 冯·诺依曼计算机结构以其清晰的层次划分和存储程序的理念为基础，是现代计算机架构的标准。指令是计算机执行任务的基石，由操作码和操作数两部分组成，执行过程包括指令的读取、解码和执行。 外存储器如软盘、硬盘、光盘和U盘（或移动硬盘、存储卡、磁带）提供大量持久性的数据存储空间，是计算机长期存储数据的重要媒介。 操作系统是计算机的核心软件，常见的有Windows、DOS、Unix和Linux等，它们负责管理和调度计算机资源，支持各种应用程序运行。输入设备如鼠标、键盘、扫描仪等负责数据输入，输出设备如显示器、打印机等负责信息显示和输出。 计算机硬件主要包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备，这些组件共同协作实现计算和数据处理。组装台式电脑时，需要主板、CPU、内存、硬盘、显示器等核心硬件，以及辅助设备如显卡、网卡和声卡，以及电源和机箱来整合这些组件。 这些知识点涵盖了计算机的结构、工作原理、硬件组成、编程执行、存储与传输以及操作系统和设备管理等多个方面，全面展示了计算机科学的基础框架。