计算机系统概论#
冯·诺依曼计算机的组成#
冯·诺依曼计算机是一种采用存储程序方式工作的计算机，由硬件系统和软件系统组成。
硬件系统：由五大部件组成，分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
- 运算器：负责算术运算和逻辑运算。
- 控制器：负责控制整个计算机系统的运行。
- 存储器：存放数据和指令。
- 输入设备：将数据输入到计算机中。
- 输出设备：将计算机处理的数据输出。
软件系统：由系统软件和应用软件组成。
冯·诺依曼计算机体系结构的特点
- 冯·诺依曼计算机主要由五大部件组成，分别是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备；
- 冯诺依曼体系结构的指令和数据均采用二进制码表示；
- 指令和数据以同等地位存放于存储器中，均可按地址寻访；
- 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数所在存储器中的位置；
- 指令在存储器中按顺序存放，通常指令是按顺序执行的，特定条件下，可以根据运算结果或者设定的条件改变执行顺序；
- 机器以运算器为中心，输入输出设备和存储器的数据传送通过运算器。
指令和数据都存于存储器中，计算机区分存储器中的指令和数据主要有两种方法：
- 通过不同时间段来区分指令和数据，即在取指令阶段（或取值微指令）取出的为指令，在执行指令阶段（或相应微程序）取出的即为数据。
- 通过地址来源区分，由 PC 提供存储单元地址的取出的是指令，由指令地址码部分提供存储单元地址的取出的是操作数。
概念解析
- 主机：是计算机硬件的主体部分，由 CPU 和主存储器 MM 合成为主机。
- CPU：中央处理器，是计算机硬件的核心部件，由运算器和控制器组成；（早期的运算器和控制器不在同一芯片上，现在的 CPU 内除含有运算器和控制器外还集成了 CACHE）。
- 主存：计算机中存放正在运行的程序和数据的存储器，为计算机的主要工作存储器，可随机存取；由存储体、各种逻辑部件及控制电路组成。
- 存储单元：可存放一个机器字并具有特定存储地址的存储单位。
- 存储元件：存储一位二进制信息的物理元件，是存储器中最小的存储单位，又叫存储基元或存储元，不能单独存取。
- 存储字：一个存储单元所存二进制代码的逻辑单位。
- 存储字长：一个存储单元所存储的二进制代码的总位数。
- 存储容量：存储器中可存二进制代码的总量；（通常主、辅存容量分开描述）。
- 机器字长：指 CPU 一次能处理的二进制数据的位数，通常与 CPU 的寄存器位数有关。
- 指令字长：机器指令中二进制代码的总位数。