计算机组成原理复习1：计算机概论

1. 冯诺依曼计算机体系结构的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？他们各起什么作用？
   答：基本思想：存储程序，指令执行。顺序存储
   组成部件：计算机应包括运算器，存储器，控制器，输入和输出设备五大基本设备
   作用：存储器：存放程序和数据的元件
   运算器：信息加工，算术运算和逻辑运算
   控制器：从存储器取出程序中的控制信息经过加工分析后，按照要求给其他部分发出控制信息
   输入设备：把程序和数据等信息转换成计算机所能识别的编码，按顺序送往设备
   输出设备：把计算机处理的数据，计算结果等内部信息按人的要求输出
2. 什么是CPU？什么是主机？输入输出设备为什么称为外围设备？
   中央处理器（CPU）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心和控制核心。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
   主机是指计算机除去输入输出设备以外的主要机体部分。也是用于放置主板及其他主要部件的控制箱体（容器Mainframe）。通常包括 CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口。
   输入输出设备是实现计算机系统与人或其他设备，系统之家进行信息交换的装置。又叫I/O设备。外部设备，外围设备。
3. 如何理解软硬件之间的等价性？
   用硬件实现的功能，在原理上可以用软件实现；用软件实现的功能，在原理上也可以用硬件来实现，这就是硬件和软件的等价性。例如，硬件可以直接做乘法运算，也可以通过软件用相加和移位的方式实现乘法运算。运行软件可以控制计算机的运行，但也可以把软件固化在ROM芯片中（如BIOS），在开机过程中由硬件直接运行。
4. 软硬件之间有什么关系？
   计算机硬件与软件相互依存，缺一不可。 具体的说：1、没有安装操作系统软件的计算机是裸机，没有使用价值。硬件的功能无法实现得不到发挥2、有操作系统软件，但是没有计算机硬件就无法运行，操作就无从谈起。没有操作系统的支持， 其他任何应用软件更是无法应用。3、计算机硬件是软件运行的基础，软件是硬件得以发挥功能的平台
5. 冯诺依曼结构计算机的特点是什么？它有哪些局限性？
   冯诺依曼结构计算机是一种典型的计算机组织结构，将计算机硬件分为运算器，存储器，控制器，输入部件和输出部件，采用存储程序的工作方式。冯诺依曼结构计算机的主要外部特征是：
   (1)指令和数据都以字的方式存放在相同的存储器中，没有区别，由计算机的状态来确定从存储器独处的字是指令还是数据。指令送往控制单元译码，，数据送往运算器进行运算。
   (2)指令顺序串行地执行，并由控制单元集中控制，采用一个PC计数器对指令进行寻址。
   (3)存储器是一个单元定长的一维线性空间。
   (4)使用低级机器语言，数据以二级制形式表示。指令中包括操作码和地址码两部分。操作数的编码格式从数据本身不能进行区别。
   (5)单处理机结构，以运算器为中心，只有一个数据流和指令流。
   冯诺依曼结构计算机的局限性在于它的并行性十分有限，不适合于人工智能和模式识别等
6. 存储器中存储的数据和程序是怎样区分的？
   解：计算机区分指令和数据有以下2种方法：
   （1） 通过不同的时间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。