冯诺依曼型计算机的五大组成部分及各部分的功能
冯诺依曼体系结构计算机的要点和工作过程
1、简述诺依曼体系结构计算机的要点和工作过程。
答：诺依曼体系结构计算机的要点：计算机中的信息（程序和数据）以二进制方式表示。
程序预存储，机器自动执行。
计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
计算机通过执行预存储在存储器中的程序来完成预定的运算。
程序由计算机的指令序列构成，计算机在处理器的控制下，首先从存储器读取一条待执行的指令到处理器中，接下来分析这条指令，而后发出该指令对应的电平脉码序列，即执行该指令。
并以此递归运行程序。
2、何谓总线？计算机中有哪几类总线？简述其用途。
答：计算机的总线（Bus）就是连接计算机硬件各部件，用于计算机硬件各部件之间信息传输的公共通道。
按照其传送信号的用途属性，总线可细分为：地址总线（Address Bus）、数据总线（Data Bus）和控制总线（Control Bus）三类。
♦地址总线（A_Bus）：专用于在CPU、存储器和I/O端口间传送地址信息的信号线。
此类信号线传送的信息总是从CPU到存储器或I/O端口，它是单向信号线。
♦数据总线（D_Bus）：专用于在CPU、存储器和I/O端口间传送数据信息的信号线。
此类信号线传送的信息可以是从CPU到存储器或I/O端口（“写”操作），也可能是从存储器或I/O端口到CPU（“读”操作），它是双向信号线。
♦控制总线（C_Bus）：专用于CPU与其它部件之间传送控制信息和状态信息的信号线。
此类信号线的构成比较复杂，传送的控制、状态信息可以是从CPU到其它部件，也可能是从其它部件到CPU。
此类总线中的某些具体的线是单向的（或从CPU到其它部件，或反之），但作为总线来说，它是双向信号线。
3、中央处理器CPU是计算机的核心部件，主要功能是解释并执行计算机指令，完成数据处理和对计算机其他各部分进行控制。
存储器是计算机系统中用来存储程序和数据的信息记忆部件。
4、嵌入式系统：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
计算机组成原理知识点总结
计算机组成原理知识点总结第一章一、数字计算机的五大部件（硬件）及各自主要功能（P6）计算机硬件组成：存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备。
1、存储器（主存）主要功能：保存原始数据和解题步骤。
包括：内存储器（CPU 直接访问），外存储器。
2、运算器主要功能：进行算术、逻辑运算。
3、控制器主要功能：从内存中取出解题步骤（程序）分析，执行操作。
包括：计算程序和指令（指令由操作码和地址码组成）。
4、输入设备主要功能：把人们所熟悉的某种信息形式变换为机器内部所能接收和识别的二进制信息形式。
5、输出设备主要功能：把计算机处理的结果变换为人或其他机器所能接收和识别的信息形式。
注：1、冯诺依曼结构：存储程序并按地址顺序执行。
2、中央处理器（CPU）：运算器和处理器的结合。
3、指令流：取指周期中从内存读出的信息流，流向控制器。
数据流：在执行器周期中从内存读出的信息流，由内存流向运算器。
二、数字计算机的软件及各自主要功能（P11）1、系统软件：包括服务性程序、语言程序、操作程序、数据库管理系统。
2、应用程序：用户利用计算机来解决某些问题而设计。
三、计算机的性能指标。
1、吞吐量：表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，用bps度量。
2、响应时间：表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量。
3、利用率：在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所在的比率，用百分比表示。
4、处理机字长：常称机器字长，指处理机运算中一次能够完成二进制运算的位数，如32位机、64位机。
5、总线宽度：一般指CPU从运算器与存储器之间进行互连的内部总线一次操作可传输的二进制位数。
6、存储器容量：存储器中所有存储单元（通常是字节）的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。
7、存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用B/s（字节/秒）表示。
8、主频/时钟周期：CPU的工作节拍受主时钟控制，按照规定在某个时间段做什么（从什么时候开始、多长时间完成），主时钟不断产生固定频率的时钟信号。
冯诺依曼型计算机的五大组成部分及各部分的功能
储存器则是用来储存你的数据与软件这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作当计算机在接受指令后由控制器指挥将数据众输入设备传送到存储器存放再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器由运算器进行处理处理后的结果由输出设备输出
冯· 诺依曼
输入 输出机之间的交流 控制器控制个部件间的工作 运算器负责数据的运算 储存器则是用来储存你的数据与软件
这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作，当计算机在 接受指令后，由控制器指挥，将数据众输入设备传送到存储器 存放，再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器，由运 算器进行处理，处理后的结果由输出设备输出。
扩展
• 冯· 诺依曼计算机主要由运算器、控制器、 存储器和输入输出设备组成
• 它的的特点是：程序以二进制代码的形式 存放在存储器中；所有的指令都是由操作 码和地址码组成；指令在其存储过程中按 照执行的顺序；以运算器和控制器作为计 算机结构的中心等。
计算机系统组成
五、作业
1、计算机硬件由哪五部分组成的？其中哪几部分合称 为CPU？ 2、冯· 诺依曼提出哪几个主要的电子计算机逻辑设计 思想？ 3、什么是计算机软件系统？它可以分哪几类？
四、计算机软件
2、应用软件：是为解决各种实际问题而专门设计的计算机程序，一 般由用户编写或外购。 包括管理软件（MIS），字、表处理软件（WPS Office 2003、WPS Office 2005 GSE、Microsoft Office2003、MicrosoftOffice XP）、 应用数据库管理系统、用程序设计语言编写的源程序等。
运算器和控制器不论在逻辑关系上或是在工艺上都有十分 紧密的联系，往往组装在一起，所以将这两个部分称为“中 央处理器”CPU(Center Processing Unit)
三、计算机硬件的基本组成
CPU
CPU的性能基本决定了计算机的性能，CPU是整个电脑系统的核心。 CPU的主要性能指标有： （1）主频：即CPU的时钟频率。 （2）时钟频率：即CPU的外部时钟频率。 （3）内部缓存：即封闭在CPU芯片内部的高速缓存。 （4）外部缓存：即CPU外部的高速缓存。 （5）MMX技术：是“多媒体扩展指令集”的缩写。 （6）制造工艺。
三、计算机硬件的基本组成
三、计算机硬件的基本组成
课堂练习： 指出下列哪些是输入设备( )，哪些是输出设备( )
A喇叭、B显示器、C条形码阅读器、D数字化仪、E打印 机、F绘图仪、G光笔、H音响、I鼠标、J扫描仪、K写字板、 L数码相机、M键盘
四、计算机软件
计算机软件是在计算机硬件设备上运行的各种程序及其相关文档的总称。 它分为系统软件与应用软件两类。 1、系统软件：是管理、监控和维护计算机资源的软件。 一般可分为四类：操作系统，语言处理系统，数据库管理系统（Visua Basic COM、delphi）和软件工具。 （1）操作系统是管理控制计算机自身的基本软件，是系统的核心部分。操 作系统的功能是管理计算机的全部硬件资源和软件资源，为用户提供高效 周到的服务。 （2）语言处理系统是将高级语言编写的源程序翻译成机器语言，让计算机 执行。 （3）数据库是存储计算机系统内的有结构的数据的集合，数据库管理系统 是一个在操作系统支持下进行工作的庞大软件。利用数据库管理系统提供 的一系列命令，用户可以建立、维护、管理和使用数据库。 （4）软件工具是指软件开发、实施和维护过程中使用的程序。
计算机组成-冯·诺依曼体系结构
计算机组成-冯·诺依曼体系结构计算机组成 - 冯·诺依曼体系结构⽬录计算机组成原理⽬录：计算机组成原理在整个计算机课程中的地位如下图所⽰：图1：计算机体系结构计算机组成原理这门课会围绕冯·诺依曼体系的五⼤组成部分展开，分别介绍运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。
运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。
1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构(Von Neumann architecture)，也叫存储程序计算机。
什么是存储程序计算机呢？这⾥⾯其实暗含了两个概念：可编程计算机：计算机是由各种门电路组合⽽成的，然后通过组装出⼀个固定的电路板，来完成⼀个特定的计算程序。
⼀旦需要修改功能，就要重新组装电路。
这样的话，计算机就是“不可编程”的。
如计算器就是不可编程的。
存储计算机。
⽐如内存和硬盘都是存储设备。
图2：冯·诺依曼体系结构⽰意图处理器单元(Processing Unit)：⾸先是⼀个包含算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）和处理器寄存器（ProcessorRegister）的处理器单元（Processing Unit），⽤来完成各种算术和逻辑运算。
因为它能够完成各种数据的处理或者计算⼯作，因此也有⼈把这个叫作数据通路（Datapath）或者运算器。
控制器单元(Control Unit/CU)：是⼀个包含指令寄存器（Instruction Register）和程序计数器（Program Counter）的控制器单元（Control Unit/CU），⽤来控制程序的流程，通常就是不同条件下的分⽀和跳转。
在现在的计算机⾥，上⾯的算术逻辑单元和这⾥的控制器单元，共同组成了我们说的 CPU。
存储器存储器：⽤来存储数据（Data）和指令（Instruction）的内存。
以及更⼤容量的外部存储，在过去，可能是磁带、磁⿎这样的设备，现在通常就是硬盘。
组成原理简答题
1、说明冯·诺依曼计算机结构的特点。
1.由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五个部分组成2.存储器以二进制形式存储指令和数据3.指令由操作码和地址码组成4.存储程序并按地址顺序执行5.冯·诺依曼机的核心设计思想：存储程序，机器自动化工作的关键6.以运算器为中心2、指令和数据都存于存储器中，计算机如何区分它们？计算机硬件主要通过不同的时间段来区分指令和数据，即：取指周期（或取指微程序）取出的既为指令，执行周期（或相应微程序）取出的既为数据。
另外也可通过地址来源区分，从PC指出的存储单元取出的是指令，由指令地址码部分提供操作数地址。
什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？计算机系统——计算机硬件、软件和数据通信设备的物理或逻辑的综合体计算机硬件——计算机的物理实体计算机软件——计算机运行所需的程序及相关资料硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。
存储器的层次结构主要体现在什么地方？为什么要分这些层次？计算机如何管理这些层次？答：存储器的层次结构主要体现在Cache—主存和主存—辅存这两个存储层次上。
Cache—主存层次在存储系统中主要对CPU访存起加速作用，即从整体运行的效果分析，接近于Cache的速度，而容量和位价却接近于主存。
主存—辅存层次在存储系统中主要起扩容作用，其容量和位价接近于辅存，而速度接近于主存说明存取周期和存取时间的区别。
存取周期和存取时间的主要区别是：存取时间仅为完成一次存取操作的时间，而存取周期不仅包含操作时间，还包含操作后线路的恢复时间。
即：存取周期 = 存取时间 + 恢复时间什么叫刷新？为什么要刷新？说明刷新有几种方法。
刷新——对DRAM定期进行的全部重写过程；刷新原因——因电容泄漏而引起的DRAM所存信息的衰减需要及时补充，因此安排了定期刷新操作；常用的刷新方法有三种——集中式、分散式、异步式。
集中式：在最大刷新间隔时间内，集中安排一段时间进行刷新；分散式：在每个读/写周期之后插入一个刷新周期，无CPU访存死时间；异步式：是集中式和分散式的折衷半导体存储器芯片的译码驱动方式有几种？半导体存储器芯片的译码驱动方式有两种：线选法和重合法。
计算机简答题
计算机简答题：一、冯·诺依曼提出的“存储程序”原理是什么？其基本思想是：1、计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大硬件组成；2、数据和程序以二进制代码的形式存储在存储器中；3、控制器根据存放在存储器的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行，控制器具有判断能力，能以计算结果为基础，选择不同的工作流程。
二、简述计算机的工作原理。
计算机的工作过程就是运行程序指令的过程。
指令的执行过程如下：1、读取指令：即按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器中。
2、分析指令：对指令寄存器中存放的指令进行分析，确定执行什么操作，由地址码确定操作数的地址。
3、执行指令：即根据分析的结果，由控制器发出的完成该操作所需要的一系列控制信息去完成指令所要求的操作。
4、执行指令的同时，指令计数器加1，为执行下一条指令做好准备。
如果遇到转移指令，则转移地址送入指令计数器。
三、什么是操作系统？有什么作用？操作系统是管理和控制计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供功能强大、使用方便和可扩展的工作环境，为用户使用计算机提供接口的程序的集合。
在计算机系统中，操作系统位于硬件和用户之间，一方面能向用户提供接口，方便用户使用计算机，另一方面能管理计算机软硬件资源，以便充分合理地利用它们。
四、简要说明操作系统的功能。
操作系统有五大功能：1、处理机管理：对处理机的分配和运行实施有效的管理。
2、存储器管理：负责内存分配、内存保护及内存扩充，合理为程序分配内存，保证程序间不发生冲突和相互破坏。
3、设备管理：对计算机系统内的所有设备实施有效的管理，使用户方便灵活地使用设备。
4、文件管理：负责管理软件资源，并为用户提供对文件的存取、共享和保护等手段。
5、用户接口：提供方便、友好的用户界面，使用户方便灵活地使用计算机。
五、什么是多媒体技术？它的特点是什么？多媒体技术是把文字、图形图像、动画、音频、视频等各种媒体通过数字化的采集、获取、加工处理、存储和传播而综合为一体化的技术。
第1章习题答案
习题11. 冯·诺依曼型计算机的基本思想是什么？2. 简述冯·诺依曼型计算机的基本特点。
3. 按照存储程序原理，冯·诺依曼型计算机必须具备哪些功能？4. 计算机的发展经历了哪几代？5. 未来计算机的发展趋势是什么？6. 计算机系统可分为哪几个层次？说明各层次的特点及其相互联系。
7. 分别解释虚拟机器和实际机器的含义。
8. 简述计算机系统结构和计算机组成的含义，以及两者研究内容上的区别。
9. 什么是计算机系统的硬件和软件？10. 计算机的硬件由哪些部件组成，它们各起什么作用？11. 什么叫计算机的软件系统？计算机软件按功能的不同可分为哪几类？它们各起什么作用？12. 为什么说计算机系统的硬件和软件在逻辑功能上是等效的？13. 假设在一台40MHz处理机上运行200000条指令的目标代码，程序主要由四种类型的指令所组成。
根据程序跟踪实验结果，已知指令混合比和每类指令的CPI值如表1.4所示。
表1.4 各类指令的指令混合比及每类指令的CPI值(1)试计算用上述跟踪数据在单处理机上执行该程序时的平均CPI；(2)根据(1)所得到的CPI，计算相应的MIPS速率及程序的执行时间。
14. 某工作站采用时钟频率为15MHz、处理速率为10MIPS的处理机来执行一个已知混合程序。
假定每次存储器存取为1周期延迟，试问：(1)此计算机的有效CPI是多少？(2)假定将处理机的时钟频率提高到30MHz，但存储器子系统速率不变。
这样，每次存储器存取需要两个时钟周期。
如果30%的指令每条只需要一次存储存取，而另外5%的指令每条需要两次存储存取，还假定已知混合程序的指令数不变，并与原工作站兼容，试求改进后的处理机性能。
15. 电子计算机按信息的形式及处理方式的不同，可分为哪几类？16. 电子数字计算机按用途的不同，可分为哪几类？17. 计算机按规模的不同，可分为哪几类？18. 计算机按使用方式的不同，可分为哪几类？19. 计算机按结构的不同，可分为哪几类？20. 简述计算机的主要应用领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输入 输出 控制器 运算器 储存器
• • • •
输入输出负责人与计算机之间的交流 控制器控制个部件间的工作 运算器负责数据的运算 储存器则是用来储存你的数据与软件
这五大部分通过系统总线完成指令所传达的操作，当计算机在 接受指令后，由控制器指挥，将数据众输入设备传送到存储器 存放，再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器，由运 算器进行处理，处理后的结果由输出设备输出。
பைடு நூலகம் 扩展
• 冯· 诺依曼计算机主要由运算器、控制器、 存储器和输入输出设备组成
• 它的的特点是：程序以二进制代码的形式 存放在存储器中；所有的指令都是由操作 码和地址码组成；指令在其存储过程中按 照执行的顺序；以运算器和控制器作为计 算机结构的中心等。