计算机组成原理,看哪本书比较全面?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 18:05:50
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计算机系统概述计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分.计算机通过执行程序而 运行,计算 机工作时软硬件协同工作,二者缺一不可.硬件（Hardware）是构成计算机的物理装置,是看得见、摸得着的一些实实在在的 有形实体.一个计算机硬件系统,从功能级角度而言包五大功能部件：运算 器、控制器、存储器、输入设备和输出设备. 硬件是计算机能够运行的物质基础,计算机的性能,如运算速度、存储容量、计算 精度、可靠性等,很大程度上取决于硬件的配置.只有硬件而没有任何软件支持的计算机称为裸机.在裸机上只能运行机器语言程 序,使用很不方便,效率也低. 软件（Software）是指使计算机运行需要的程序、数据和有关的技术文档资料.软 件是计算机的灵魂,是发挥计算机功能的关键.有了软件,人们可以不必过多地去了解 机器本身的结构与原理,可以方便灵活地使用计算机.软件屏蔽了下层的具体计算机硬件,形成一台抽象的逻辑计算机（也称虚拟机）,它在用户和计算机（硬件）之间架起了桥梁. 软件通常分为系统软件和应用软件两大类.系统软件是计算机制造者提供的使用和 管理计算机的软件,它包括操作系统、语言处理系统、常用服务程序等.应用软件是计 算机用户用计算机及其提供的各种系统软件开发的解决各种实际问题的软件. 必须指出,在计算机系统中,硬件和软件之间并没有一条明确的分界线.一般 来说,任何一个由软件完成的操作也可以直接由硬件来实现,而任何一个由硬件所执行 的指令也能够用软件来完成.软件和硬件之间的界线是经常变化的.今天的软件可能就是明天的硬件,反之亦然. 计算机硬件系统组成 从功能上来看,计算机的硬件系统由运算器、 控制器、存储器、输入设备和输出设备组成,五大部分由总线连接. 控制器和运算器合在一起被 称为中央处理器CPU(Central Processing Unit). 计算机基本工作原理 冯·诺依曼原理 世界上第一台计算机基于冯·诺依曼原理,其基本思想是：存储程序与程序控制.存储程序是指人们必须事先把计算机的执行步骤序列（即程序）及运行中所需的数据,通过一定方式输入并存储在计算机的存储器中.程序控制是指计算机运行时能自动地逐一取出程序中一条条指令,加以分析并执行规定的操作. 到目前为止,尽管计算机发展了4代,但其基本工作原理仍然没有改变. 根据存储程序和程序控制的概念,在计算机运行过程中,实际上有两种信息在流动.一种是数据流,这包括原始数据和指令,它们在程序运行前已经预先送至主存中,而且都是以二进制形式编码的.在运行程序时数据被送往运算器参与运算,指令被送往控制器.另一种是控制信号,它是由控制器根据指令的内容发出的,指挥计算机各部件执行指令规定的各种操作或运算,并对执行流程进行控制.这里的指令必须为该计算机能直接理解和执行. 计算机指令与指令系统 指令是指计算机完成某个基本操作的命令.指令能被计算机硬件理解并执行.一条指令就是 计算机机器语言的一个语句,是程序设计的最小语言单位.一台计算机所能执行的全部指令 的集合,称为这台计算机的指令系统.指令系统比较充分地说明了计算机对数据进行处理的 能力.不同种类的计算机,其指令系统的指令数目与格式也不同.指令系统越丰富完备,编 制程序就越方便灵活.指令系统是根据计算机使用要求设计的.一条计算机指令是用一串二进制代码表示的,它通常应包括两方面的信息：操作码和地址码 .操作码用来表征该指令的操作特性和功能,即指出进行什么操作；地址码指出参与操作的 数据在存储器中的地址.一般情况下,参与操作的源数据或操作后的结果数据都在存储器中 ,通过地址可访问该地址中的内容,即得到操作数.CPU访问存储器需要一定的时间,为了提高运算速度,有时也将参与运算的数据或中间结果 存放在CPU寄存器中或者直接存放在指令中.