计算机系统概论：硬件与软件的关系及冯诺依曼计算机特点解析

"该文档包含了计算机原理的相关答案，主要涵盖了计算机系统的基本概念，冯诺依曼计算机的特点，以及一些核心硬件和软件组件的定义。同时，解析了多个专业术语和英文缩写，如CPU、PC、IR等。" 在计算机科学中，计算机系统是由计算机硬件、软件和数据通信设备组成的综合体系。硬件是计算机的物理实体，包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等组成部分。而软件则是计算机运行所需的程序和相关文档，如操作系统、应用程序和数据库等。硬件和软件在计算机系统中相辅相成，缺一不可。硬件提供了计算和数据处理的能力，而软件则指导硬件如何执行任务，两者的重要性是相对平等的。 冯诺依曼计算机模型是现代计算机设计的基础，其特征包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本部件；所有指令和数据都以二进制的形式存储在存储器中，且可以相互转换；指令通过操作码和地址码进行描述，并按照存储在内存中的顺序自动取出执行；早期的设计以运算器为中心，但现代计算机往往更加注重整个系统的并行和分布式处理。 文档中还解释了一些关键概念。主机通常指的是由CPU（中央处理器）和主存（内存）构成的计算机硬件主体，CPU自身由运算器和控制器组成，负责数据处理和指令控制。主存是计算机中快速访问程序和数据的地方，由存储体、逻辑部件和控制电路构成。存储单元是具有特定地址的最小存储空间，可以存放一个机器字。存储元件是存储器中最基本的物理单元，用于存储单个二进制位。存储字长是指存储单元能存储的二进制位数，而存储容量是整个存储器可以存储的二进制信息总量。机器字长指CPU一次能处理的数据位数，指令字长则表示一条指令的二进制长度。 此外，文档还给出了几个英文缩写的中文含义，例如CPU代表中央处理单元，PC是程序计数器，IR是指令寄存器，CU是控制单元，ALU是算术逻辑单元，ACC是累加器，MQ是乘商寄存器，X可以代表通用寄存器，MAR是存储器地址寄存器，MDR是存储器数据寄存器，I/O代表输入/输出，MIPS是每秒百万指令数，CPI是每条指令周期数，FLOPS是每秒浮点运算次数。这些术语是理解计算机硬件和软件交互的关键。 这份文档提供了对计算机系统基础的深入理解，包括其构成、工作原理以及硬件和软件之间的关系，对于学习和理解计算机科学的基础知识非常有帮助。