计算机组成原理-冯·诺伊曼计算机

冯·诺伊曼计算机的特点：

一.由五大部件组成

二.指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址访问。

三.指令和数据用二进制表示。

四. 指令又操作码和地址码组成，操作码表示操作的性质、地址码表示操作数在存储器中的位置。

五.指令在存储器中按顺序存放。通常，指令时顺序执行的。在特殊情况下，可根据运算结果或指定的条件来改变运算顺序。(具有存储器的计算机都称为冯·诺伊曼计算机)

六.机器以运算器为中心，输入输出设备和存储器之间的数据传送通过运算器完成。

名词及解释

运算类

运算器包括运算单元ALU，和三个寄存器ACC，MQ，X

CPU（Control Processing Unit）：中央处理器是由控制器、运算器和寄存器组成，通常集成在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。

ALU（Arithmetic Logic Unit)：运算器，又称之为算术逻辑单元。运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算。

ACC（Accumulator）：累加器，运算前和运算中存放操作数。在加法中存放被加数/和，在减法中存放被减数/差，在乘法中存放乘积高位，除法中存储被除数/余数

MQ（Multiplier-Quotient Register）：乘商寄存器， 在乘法中存储乘数/乘积低位，除法中存商。

X：操作数寄存器。

存储类

主存储器包括存储体，存储体由许多存储单元组成，每个存储单元又包含若干个存储元件，每个存储元件能寄存一位二进制代码“0”或“1”。两个寄存器MAR，MDR

主存/内存：它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。

辅存/辅存：我们通常所讲的硬盘。需要通过I/O系统与之交换数据，又称为辅助存储器。存储容量大、成本低、存取速度慢，以及可以永久地脱机保存信息。

存储字：存储字是存放在一个存储单元中的二进制代码组合。

存储单元：存储单元是CPU访问存储器的基本单位。以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节。

存储字长：存储单元中的二进制代码（存储字）位数，存储字长可以是8位、16位、32位等

MAR（Memory Data Register）：存储地址寄存器，反应存储单元的个数。

MDR（Memory Address Register）：存储器数据寄存器，反应存储字长。

Cache：高速缓冲存储器，是为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项硬件技术。当cpu向内存中读取或写入数据的时候买这些数据也会存入Cache中，当cup再需要这些数据的时候，就会直接去Cache中读取，而不是内存中，若需要的数据在Cache中没有，cpu会再去内存中读取。

RAM：随机访问存储器，能够快速方便地访问任何地址的内容，访问的速度与存储位置无关。

ROM：只读存储器，只能读取数据不能写入数据的存储器。

控制类

控制器包括控制单元CU，和两个寄存器PC，IR

PC（Program Counter）：程序计数器，用于存放下一条指令的地址。

IR（Instruction register）：指令寄存器，用于保存当前正在执行的指令。

CU(Control Unit)：产生一系列控制信号，以控制计算机中各部件从存储器中取出将要执行的指令进行译码，然后执行该指令的操作。