目录

一。如何理解计算机组成和计算机体系结构

二、冯·诺依曼计算机的特点

冯·诺依曼计算机结构(以运算器为中心)

现代计算机结构(以存储器为中心)及硬件框图

 三.解释英文代号:PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、MIPS、CPI、FLOPS。

 四.画出计算机硬件组成框图,说明每一功能部件的作用。

五、小题速记

六、指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们? 


一。如何理解计算机组成和计算机体系结构

计算机知识架构一:计算机组成、体系结构

对计算机组成和计算机体系结构的理解:1、计算机组成指的是系统结构的逻辑实现,包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等,主要分为五个部分;2、计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。

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对计算机组成和计算机体系结构的理解:

1、计算机组成

计算机组成指的是系统结构的逻辑实现,包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。主要分为五个部分:控制器,运算器,存储器,输入设备,输出设备。计算机体系结构(ComputerArchitecture)是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性。按照计算机系统的多级层次结构,不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。

一般来说,低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的,通常所说的计算机体系结构主要指机器语言级机器的系统结构。经典的关于"计算机体系结构"的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的,其具体描述为"计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即概念性结构与功能特性" 。

2、计算机体系结构

计算机体系结构是指那些对程序员可见的系统属性,还包括设计思想与体系结构。计算机组成的任务是在指令集系统结构确定分配给硬件系统的功能和概念结构之后,研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令集的各种功能和特性。这种联系包括各功能部件的内部和相互作用。

3、两者区别:

1、作用不同

(1)、计算机组成指的是系统结构的逻辑实现,包括机器机内的数据流和控制流的组成及逻辑设计等。主要分为五个部分:控制器,运算器,存储器,输入设备,输出设备。

(2)、计算机体系结构是指根据属性和功能不同而划分的计算机理论组成部分及计算机基本工作原理、理论的总称。其中计算机理论组成部分并不单与某一个实际硬件相挂钩,如存储部分就包括寄存器、内存、硬盘等。

2、组成不同

(1)、计算机组成的任务是在指令集系统结构确定分配给硬件系统的功能和概念结构之后,研究各组成部分的内部构造和相互联系,以实现机器指令集的各种功能和特性。这种联系包括各功能部件的内部和相互作用。

(2)、计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性,即计算机的逻辑结构和功能特征,包括其各个硬部件和软部件之间的相互关系。

3、功能不同

(1)、计算机组成要解决的问题是在所希望达到的性能和价格下,怎样最佳,最合理地把各个数倍和部件组成成计算机,已实现所确定的ISA。

(2)、计算机体系结构主要研究软件、硬件功能分配和对软件、硬件界面的确定。20世纪70年代以来,在计算机软件方面有了显著的进展。

二、冯·诺依曼计算机的特点

1计算机由五大部件组成:存储器,运算器,控制器,输入设备,输出设备。
2指令和数据以同等地位存于存储器,可按地址顺序访问。
3指令和数据用二进制表示。
4指令由操作码和地址码组成。
5存储程序,程序在计算机中顺序存放。
6以运算器为中心。(不合理:花大量的时间进行数据传输,降低了运算器数据运算的效率)

冯·诺依曼计算机结构(以运算器为中心)

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_开发语言_02

现代计算机结构(以存储器为中心)及硬件框图

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_计算机架构在哪里看_03

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_计算机架构在哪里看_04

 三.解释英文代号:PC、IR、CU、ALU、ACC、MQ、X、MAR、MDR、MIPS、CPI、FLOPS。

英文名词解释

 解释英文代号:CPU,PC,IR,CU,ALU,ACC,MQ,X,MAR,MDR,I/O,MIPS,

CPI,FLOPS
CPU:中央处理器(central processing unit,简称CPU)是运算器与控制器的统称
PC:个人计算机(Personal Computer)
IR:指令寄存器(Instruction Register)
CU:控制单元(Control Unit)
ALU:算术逻辑单元(arithmetic and logic unit)
ACC:累加器 (accumulator) 是一种寄存器
MQ:乘商寄存器(Multiple—Quotient Register)
X:操作数寄存器
MAR:储存器地址寄存器(memory address register)
MDR:存储器数据寄存器(Memory Data Register)
I/O:输入与输出设备(input/output equipment)
MIPS:单字长定点指令平均执行速度(Million Instructions Per Second)
CPI:执行一条指令所需的时钟周期数(cycle per instruction)
FLOPS:每秒所执行的浮点运算次数(floating-point operations per second)

 四.画出计算机硬件组成框图,说明每一功能部件的作用。

硬件框架图

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_开发语言_05

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_计算机组成_06

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_运算器_07

计算机架构在哪里看 计算机框架结构_计算机组成_08

 

五、小题速记

假设主存容量 256N/*32 位,在指令字长、存储字长、机器字长相等的条件 下,ACC、X、IR、 MDR寄存器均为 32 位,PC 和MAR 寄存器均为 28位

六、指令和数据都存于存储器中,计算机如何区分它们? 

 解:计算机区分指令和数据有以下 2种方法:

1、通过不同的时问段来区分指令和数据,

即在取指令阶段(或取指微程序)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。
2、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。