冯诺依曼结构特点与运算部件详解

计算机简答题涵盖了计算机体系结构的基础理论和关键部件的操作原理。首先，冯·诺依曼结构计算机的核心特点包括五个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。它采用存储程序方式，程序和数据统一存储，以二进制形式表示。指令结构化，由操作码和地址码组成，执行顺序通过指令计数器（PC）确定。机器以运算器为中心，输入输出数据传输通过运算器进行。 在运算方法和运算部件方面，定点运算部件主要包括算术逻辑运算部件ALU（核心部件）、寄存器、移位电路等，用于处理数值计算。浮点数表示中隐藏的是基数，而负数的补码运算用于减法，因为这样可以简化运算规则。原码、反码和补码中，补码是唯一能表示所有数值的编码方式，包括正数、零和负数。 主存储器分为内存和外存，内存容量小但CPU访问速度快，数据一旦断电就会消失。内存主要分为只读存储器（ROM）和随机访问存储器（RAM），其中ROM存储的信息永久保留，而RAM在电源关闭后内容丢失。存储器中存放着用户程序和处理数据，动态RAM刷新是按照行进行的。另外，闪存通常指的是固态存储器，与动态硬盘有所不同。 指令系统是计算机语言和硬件交互的关键，一条指令包含操作码、操作数地址、可能的结果存储地址和下一条指令地址。寻址方式多样化，如直接寻址、寄存器寻址等，是为了提高指令执行的灵活性和效率。寻址方式的选择取决于操作目标和性能需求。 中央处理器（CPU）的核心组件是控制器，负责指令的获取、解析、执行以及异常处理等任务。硬布线控制与微程序控制的主要区别在于，微程序控制器依赖于控制存储器和伪指令寄存器，而硬布线控制则是通过预设的逻辑电路直接实现控制逻辑。 这些知识点展示了计算机架构的基本框架，对于理解和设计计算机系统至关重要，也是计算机科学和技术考试中的常见题目类型。掌握这些概念有助于深入理解计算机的工作原理和内部机制。