计算机硬件
冯·诺依曼机基本思想
Q: 冯·诺依曼计算机的特点有哪些？
A: 1. 采用“存储程序”的工作方式。
2. 计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。
3. 指令和数据以同等地位存储在存储器中，形式上没有区别，但计算机能区分它们。
4. 指令和数据均用二进制代码表示。
5. 指令由操作码和地址码组成，操作码指出操作的类型，地址码指出操作数的地址。
计算机的功能部件
Q: 冯·诺依曼计算机的五大部件有哪些？
A: 冯·诺依曼计算机的五大部件包括：
- 输入设备
- 输出设备
- 存储器
- 运算器
- 控制器
计算机硬件的五大部件
Q: 存储器分为哪两类？
A: 存储器分为主存储器（内存）和辅助存储器（外存）。
Q: 运算器的核心是什么？
A: 运算器的核心是算术逻辑单元（ALU），用于进行算术运算和逻辑运算。
Q: 控制器的核心是什么？
A: 控制器的核心是控制单元（CU），用于解释指令并发出操作命令。
存储器
Q: MAR和MDR的作用是什么？
A: MAR用于存放访存地址，MDR用于暂存要从存储器中读或写的信息。
Q: 存储字长的定义是什么？
A: 存储字长是指存储单元可存储的二进制比特数量。
Q: MAR的位数如何影响存储单元的数量？
A: MAR的位数决定最大可寻址的存储单元数量，例如MAR为10位则最多可寻址1024个存储单元。
Q: MDR的位数与什么相等？
A: MDR的位数与存储字长相等。
Q: MAR的位数为16位，存储字长为8位，存储体的总容量是多少？
A: 存储体的总容量为64KB。
Q: 运算器中常见的寄存器有哪些？
A: 常见的寄存器包括累加器（ACC）、乘商寄存器（MQ）、操作数寄存器（X）、变址寄存器（IX）、基址寄存器（BR）。
控制器
Q: 控制器的作用是什么？
A: 控制器是计算机的指挥中心，负责指挥各部件自动协调工作。
Q: 控制器由哪些部分组成？
A: 控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）和控制单元（CU）组成。
Q: 控制器的工作步骤是什么？
A: 取值：从主存中读取一条指令。
分析：对指令进行分析，确定操作类型和操作数地址。
执行：根据指令的操作码和操作数地址，完成操作。
Q: PC的作用是什么？
A: PC用来存放当前欲执行指令的地址，并具有自动加1的功能。
Q: IR的作用是什么？
A: IR用来存放当前的指令，其内容来自主存储器的MDR。
冯·诺依曼结构模型
Q: 冯·诺依曼结构模型中，CPU和主存储器是如何连接的？
A: CPU和主存储器通过一组总线相连，包含地址、控制和数据三组信号线。
练习题
Q: 指令由哪些部分组成？
A: 指令由操作码和地址码组成，操作码表示执行何种操作，地址码表示操作数在存储器中的位置。
Q: 运算器的主要功能是什么？
A: 运算器的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。
Q: 存储器的工作方式是什么？
A: 存储器的工作方式是按存储单元的地址进行存取，称为按地址存取方式。
计算机软件相关内容
程序设计语言
机器语言是计算机唯一可以直接识别和执行的语言，使用二进制编码编写，编程繁琐且易出错。
汇编语言
汇编语言使用助记符代替机器指令的二进制编码，易于记忆和理解，但需要通过汇编器翻译成机器语言才能执行。
高级语言
Q: 高级语言程序的编译和解释过程是什么？
A: 高级语言程序需要经过编译程序翻译成汇编语言或机器语言，或通过解释程序逐条翻译并执行。
翻译程序的概念
Q: 翻译程序的类型有哪些？
A: 翻译程序主要有三类：
- 汇编程序（汇编器）：将汇编语言程序翻译成机器语言程序。
- 解释程序（解释器）：逐条翻译源程序中的语句并立即执行。
- 编译程序（编译器）：将高级语言程序翻译成汇编语言或机器语言程序。
计算机系统的工作原理
Q: 指令执行过程的步骤是什么？
A: 
- 取指令：将 PC 中的地址送至 MAR，从主存储器中读取指令，并将指令送至 IR。
- 分析指令：控制器根据 IR 中指令的操作码生成相应的控制信号。
- 执行指令：根据指令的地址码从主存储器中读取操作数，并执行指令。
- 计算下一条指令的地址：将 PC 的内容加 1 或根据指令的跳转地址更新 PC。
从源程序到可执行文件
Q: 源程序转换为可执行文件的过程分为哪四个阶段？
A: 源程序转换为可执行文件的过程分为四个阶段：
- 预处理阶段：预处理器处理源程序中的预处理指令，例如包含头文件。
- 编译阶段：编译器将预处理后的源程序翻译成汇编语言程序。
- 汇编阶段：汇编器将汇编语言程序翻译成机器语言指令，并打包成可重定位目标文件。
- 链接阶段：链接器将多个可重定位目标文件和标准库函数合并成一个可执行目标文件。
指令执行过程的描述
Q: 取数指令执行过程的信息流程是什么？
A: 
- 取指令：PC → MAR → M → MDR → IR
- 分析指令：OP(IR) → CU
- 执行指令：Ad(IR) → MAR → M → MDR → ACC
Q: (PC) → MAR 的含义是什么？
A: (PC) → MAR 表示将程序计数器 PC 中存放的内容送至存储器地址寄存器 MAR。
Q: (PC) + 1 → PC 的含义是什么？
A: (PC) + 1 → PC 表示将程序计数器 PC 中存放的内容加 1 后，再送回 PC，用于指向下一条指令的地址。