计算机组成：方法、运算与存储器详解

本资源文档主要涵盖了计算机组成的关键知识点，包括冯.诺依曼计算机的硬件要素、运算方法和运算器、多层次的存储器、指令系统以及中央处理机等内容。以下是详细讲解： 1. 冯.诺依曼机硬件要素与工作原理 - 计算机硬件由五大基本要素构成：控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备。冯.诺依曼机的工作原理是通过程序存储器存储指令，CPU按照顺序读取和执行，数据和指令共享内存。 2. 运算方法和运算器 - 数值表示采用真值与机器数，特别是补码的性质，涉及定点数加减运算、浮点数转换、算术移位、全加器设计以及流水线概念。 - 运算器负责执行算术和逻辑操作，如浮点数加减运算和不同类型的移位操作。 3. 多层次存储器 - 存储器分类和分级，如主存、Cache、SRAM、DRAM和只读存储器（如Flash memory）。性能指标包括容量、速度（如存储周期、带宽），以及扩展方式和技术。 - Cache的设计和作用，如命中率计算，以及地址映射和主存结构的理解。 4. 指令系统 - 指令的概念、分类和地位，以及指令格式和寻址方式。比较CISC和RISC架构的特点。 5. 中央处理机 - CPU的功能和组成，指令周期的描述和流程图设计，时序信号的作用。 - 微程序控制器和硬布线控制器的设计原理、区别，以及流水线CPU如何引入并行技术提升计算机性能。 这些知识点深入剖析了计算机系统的核心原理和设计，不仅包括理论概念，还涉及实际操作和性能优化，适合对计算机组成感兴趣的读者深入学习。通过理解和掌握这些内容，可以更好地理解现代计算机的工作机制，为编程和系统设计打下坚实的基础。