兰州大学计算机体系结构讲义(精)
大学计算机基础计算机体系结构
大学计算机基础计算机体系结构计算机体系结构是指计算机系统中各个硬件组件和它们之间的相互关系。
在大学计算机基础课程中，学生需要掌握计算机体系结构的基本概念和原理。
本文将从计算机组成原理、指令执行过程和存储器层次结构等方面来介绍大学计算机基础计算机体系结构。
1. 计算机组成原理计算机组成原理是计算机体系结构的基础，它涉及到计算机硬件的各个组成部分。
计算机组成原理包括指令系统设计、CPU结构设计、总线设计、I/O系统设计等内容。
其中，指令系统设计是计算机组成原理中最为重要的内容之一，它决定了计算机能够执行的指令种类和功能。
2. 指令执行过程计算机的运行是通过执行指令来完成的，指令执行过程是计算机体系结构中的一个关键环节。
指令执行过程包括指令的获取、解码、执行等步骤。
在指令的获取过程中，计算机从存储器中读取指令，并将其存储在指令寄存器中。
在指令的解码过程中，计算机对指令进行解析，并确定指令的操作类型。
在指令的执行过程中，计算机根据指令的操作类型执行相应的操作，并将结果存储在寄存器或者存储器中。
3. 存储器层次结构存储器层次结构是计算机体系结构中非常重要的一个概念，它包括多级存储器的组织和管理。
存储器层次结构由高速缓存、主存储器和辅助存储器等组成。
其中，高速缓存是位于CPU内部的一种高速存储器，用于存储最常用的指令和数据。
主存储器是计算机中用于存储指令和数据的主要存储器。
辅助存储器是计算机中用于存储大量数据和程序的设备，如硬盘、光盘等。
4. 总线结构总线是计算机体系结构中起连接作用的重要部分，它用于传输数据和指令。
计算机的各个组件之间通过总线进行数据的传输和通信。
总线结构包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输地址信息，控制总线用于传输控制信号。
5. 中央处理器中央处理器（CPU）是计算机体系结构中的核心部件，它负责执行指令和进行数据处理。
CPU由运算器和控制器组成，运算器用于执行算术和逻辑运算，控制器用于控制指令的执行和数据的传输。
兰州大学 计算机专业(本科) 计算机体系结构 教学标准
兰州大学计算机科学与技术专业(本科)《计算机体系结构》教学标准目录一. 课程基本信息二. 课程的性质、地位与任务三. 教材与主要参考书四. 计划学时与学时分配五. 课程内容与要求第 1 章计算机设计基础第 2 章指令集的设计第 3 章CPU 的设计第 4 章流水线技术第 5 章存储器层次结构第 6 章计算机输入/输出系统第7 章网络并行计算系统第8 章多处理器计算机结构六. 教学环节七. 实验环节八. 考试要求九. 其它相关说明一. 课程基本信息课程编号：2043061课程名称：计算机体系结构课程英文名称：Computer Architecture课程性质：指定选修课先修课程：数字逻辑；计算机组成原理；概率论与统计；数据结构；操作系统；编译原理。
适用专业：计算机科学与技术专业、通信工程专业开课学期：第七学期学时：72（54）学分：4（3）二. 课程的性质、地位与任务计算机系统结构是计算机科学与技术领域的重要学科，也是高等院校计算机系本科生和研究生学习设计、分析和评价计算机的主干课程。
许多著名的院校作为研究生入学考试课程之一。
该课程以讲授计算机系统结构的基本概念和基本原理为主，而不是完整介绍各种系统结构，即不是以具体的机器为实例进行教学。
在教学中引进定量原理，让学生学会如何测试实际机器，分析实际机器，分析计算机设计中遇到的各种限制因素，培养正确选择各种折衷方案的能力。
强调计算机系统结构与操作系统和编译系统的相互关系，充分反映出计算机系统结构不是单纯的硬件课程，而是硬件和系统软件的结合点，因此本课程不仅适用于培养系统结构和芯片设计工程师和计算机系统工程师，而且也适用于培养编译系统和操作系统工程师。
三. 教材与主要参考书1.教材：《计算机体系结构》石教英等著杭州:浙江大学出版社,1998[1版].2.参考书：①《计算机系统结构—量化研究方法》（第三版）(美)J ohn L.H e nn e ss y D av i dA.P a tt e r s on著郑伟明、汤志忠、汪东升译电子工业出版社,2004[1版].②《高级计算机体系结构》(美)K a i H w a ng著ADVANCED COMPUTER ARCHITECTURE 机械工业出版社,1999[1版].③《计算机系统结构》郑伟民、汤志忠著清华大学出版社,1998[2 版].④《计算机系统结构》李学干著西安电子科技大学出版社,2000[3 版].⑤《计算机体系结构》张晟曦著高等教育出版社,2000[3 版].[21 世纪教材]四.计划学时与学时分配1.教学建议《计算机体系结构》课程分经典教案面授和电子教案面授两种。
计算机体系结构
计算机体系结构计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的结构和组织方式，包括计算机系统的层次、组件之间的连接方式、数据流以及控制流等。
它是计算机科学中的一个重要概念，对于理解计算机工作原理和优化计算机性能具有重要意义。
一、引言计算机体系结构是计算机科学领域中一项关键内容。
它关注计算机硬件和软件之间的交互和组织方式，是计算机系统设计的基础。
本文将介绍计算机体系结构的基本概念、组成以及它对计算机性能的影响。
二、计算机体系结构的基本概念1. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是计算机体系结构的基础，提出了程序存储器和数据存储器的概念，启发了后来计算机的设计思想。
在冯·诺依曼体系结构中，程序和数据被存储在同一块内存中，通过控制器实现程序和数据的读写。
2. 分布式体系结构分布式体系结构是一种多台计算机相互协作的体系结构，每台计算机具有独立的处理能力，通过通信网络进行数据交换和协作。
分布式体系结构具有高可靠性、高性能和可扩展性等优势，广泛应用于大规模计算和数据处理领域。
3. 多核体系结构多核体系结构是一种将多个处理核心集成到单个芯片上的体系结构。
多核体系结构有助于提高计算机的处理性能和并发能力，适用于并行计算和多任务处理。
三、计算机体系结构的组成1. 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机体系结构的核心组件，负责执行计算机指令和控制计算机的工作流程。
它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器等。
2. 存储器存储器用于存储计算机的程序和数据，分为主存储器和辅助存储器。
主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），辅助存储器包括硬盘、光盘和闪存等。
3. 输入输出设备输入输出设备用于与计算机进行信息交互，包括键盘、鼠标、打印机、显示器等。
它们通过输入输出控制器与计算机系统进行数据交换。
四、计算机体系结构的影响因素1. 性能计算机体系结构直接关系到计算机的性能。
计算机体系(系统)结构
例如： 传统机器程序员所看到计算机的主要属性是该 机指令系统的功能特性。 高级语言虚拟机所看到计算机的主要属性是该 机所配置的高级语言所具有的功能特性。
（2）并行性的发展 并行性概念乃是推动计算机体系结构发展的重要因素，为 了达到高性能的要求并满足大量计算应用领域的需要，一方面 可在单处理内广泛采取多种并行性措施，沿着时间重叠、资源 重复和资源共享三条技术途径向现代并行处理领域发展，另一 方面把多台计算机连接起来、相互配合、各尽其能，沿着功能 专门化、多机群和网络化这三种基本技术途径向现代并行处理 领域发展。 时间重叠：在并行性概念中引入时间因素，即多个处理过程在时 间上相互错开轮流重叠使用同一套硬件的各个部件以加快部件 的周转而提高速度。 资源重复：在并行性概念中引入空间因素，根据以数量取胜的原 则，重复设置硬件资源以大幅度提高计算机系统的性能。 资源共享：利用软件的方法，使多个用户分时使用同一个计算机 系统，以提高计算机系统资源的利用率。
功能专用化
松散耦合系统 专用外围机
紧密耦 合系统
可重构 多处 容错 理机
局部计 算机网络 分布处 理系统
高级语言 数据库
处 理 机
同构型 多处理机
异构型 多处理机
多计算机机系统朝并行处理领域发展
练习
1. 计算机体系结构近年来有那些进展?
2. 流水线结构
流水线技术在60年代中开始用于计算机系统， 该技术采用时间上重叠的方法来实现并行性，因而 可以用较少的设备取得较高的性能。目前，几乎所 有的计算机系统都采用了流水线技术。
计算机系统结构课件
2.1.1.1 浮点数的组成 浮点数的组成与人们通常所说的“科学记数法”非常相似，唯一不同的是各部分 均为有限位数，如下所示
它的主要参数有8个：
m ── 尾数，一般为纯小数，符合规格化原则（即最高位的绝对值不为0）， 用原码或补码表示；
e ── 阶码，整数，常用移码表示（见下文解释）；
= 1.25×80%×ICA×1.1×CYCLEA = 1.1×ICA×CYCLEA < Te_A 这时B机器快一些。
Sn
• 题12 （P33）
20
Amdahl定律公式，代入已知量
Se=20变成一元函数
10.5
Sn=20/(20-19Fe)
用三点作图法作出关系曲线。
1.8
1
0
0.5
2001.9.1
计算机系统结构
•
= 1.25×80%×ICA×1.25×CYCLEA
•
= 1.25×ICA×CYCLEA > Te_A
• 显然A机器快一些。
2001.9.1
计算机系统结构
17
例题选讲（5）
• 例1.5（P12） Te公式，改动上题中CYCLEB =1.1 ×CYCLEA，则最后
Te_B = 1.25×ICB ×CYCLEB
汇编语言机器
汇编语言程序员 （使用汇编语言）
（经汇编程序翻译成机器语言、操作系统原语）
操作系统语言机器 操作系统用户 （使用操作系统原语）
（经原语解释子程序翻译成机器语言）
传统机器语言机器 传统机器程序员（使用二进制机器语言）
（由微程序解释成微指令序列）
微指令语言机器 微指令程序员 （使用微指令语言）
计算机体系结构课件
05
计算机体系结构的发展趋势
多核处理器
总结词
多核处理器技术是计算机体系结构的重要发 展趋势之一，它通过将多个处理器核心集成 到一个芯片上，提高了计算机的处理能力和 能效。
详细描述
随着集成电路技术的发展，多核处理器已成 为现实，并广泛应用于各类计算机系统中。 多核处理器可以同时执行多个线程，提高了 并行处理能力，使得计算机在处理复杂任务 时更加高效。
存储器是计算机中用于存储数据和指令的部件。
详细描述
存储器分为不同的类型，如随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）和高速缓存等。它们以二进制的形 式存储数据和指令，并允许对存储的数据进行读取、写入和修改等操作。
控制器
总结词
控制器是计算机中协调各部件工作的部件。
详细描述
控制器负责控制计算机中各个部件的工作流程，确保它们按照正确的顺序和时间进行操作。它通常由 指令计数器、指令寄存器和控制逻辑等组成，能够解析指令并协调各部件的工作。
硬件虚拟化技术
总结词
硬件虚拟化技术是计算机体系结构的另一重要发展趋势，它通过虚拟化技术将物理硬件 资源抽象成虚拟资源，实现了资源的共享和灵活配置。
详细描述
硬件虚拟化技术可以使得多个操作系统在同一物理硬件上运行，并且每个操作系统都认 为自己拥有完整的硬件资源。这不仅提高了硬件资源的利用率，还增强了系统的可靠性
03
计算机体系结构决定了计算机 的能耗和成本，对于现代计算 机系统来说，能耗和成本是非 常重要的考虑因素。
计算机体系结构的分类
1 2
根据指令集体系结构的分类
可以分为复杂指令集计算机（CISC）和精简指令 集计算机（RISC）。
计算机体系结构基础知识要点梳理
计算机体系结构基础知识要点梳理计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的交互方式和组织方式。
在计算机科学领域中，对计算机体系结构的理解是非常重要的。
本文将梳理计算机体系结构的基础知识要点，以帮助读者更好地理解和应用这一领域的知识。
一、什么是计算机体系结构计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的接口和交互方式。
它对计算机的功能、性能、能耗以及可扩展性等方面起到了决定性的影响。
计算机体系结构包括指令集架构、操作系统、内存管理、输入输出等方面的设计和实现。
二、指令集架构（ISA）指令集架构是计算机体系结构的核心之一。
它定义了计算机的指令集和指令的编码方式，决定了计算机能执行哪些操作。
常见的指令集架构有CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）。
CISC架构的指令较为复杂，可以执行多种操作，而RISC架构的指令较为简单，执行速度更快。
三、存储器层次结构存储器层次结构是计算机体系结构中的重要概念之一。
它由多级存储器组成，包括寄存器、缓存、内存和硬盘等。
存储器层次结构的设计目标是提高访问速度和存储容量，以及降低成本。
其中，寄存器是最快的存储器，但容量较小；缓存是位于CPU和内存之间的存储器，可以提高访问速度；内存是计算机主存储器，容量大但访问速度较慢；硬盘用于长期存储，容量最大但访问速度最慢。
四、处理器和流水线处理器是计算机体系结构中的核心部件。
它负责执行计算机指令，进行算术逻辑运算和控制数据流动等操作。
常见的处理器类型包括中央处理器（CPU）和图形处理器（GPU）。
流水线是一种提高指令执行效率的技术，它将指令执行过程划分为多个子操作，并通过多级流水线的并行处理方式，提高处理器的吞吐量。
五、总线和I/O系统总线是计算机体系结构中的重要组成部分，它用于连接计算机的各个硬件设备，传输数据和控制信息。
常见的总线包括数据总线、地址总线和控制总线。
I/O系统负责计算机与外部设备之间的数据交换和控制操作。
计算机体系结构详解
计算机体系结构详解计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的关系以及它们在计算机体系中的组织方式。
在计算机科学领域中，计算机体系结构被认为是计算机科学的核心概念之一。
本文将详细介绍计算机体系结构的各个方面，包括其定义、发展历程、基本原理、主要类型和应用。
一、定义计算机体系结构是一种用于描述计算机硬件和软件之间关系的概念模型。
它描述了计算机内部各个组件、子系统之间的连接方式、数据流动和控制方式等。
计算机体系结构不仅包括计算机的物理结构，还包括计算机的逻辑结构和操作方式。
二、发展历程计算机体系结构的概念最早出现在20世纪40年代末的冯·诺依曼体系结构中。
随着计算机科学的发展，计算机体系结构逐渐演变出多种类型，包括冯·诺依曼体系结构、哈佛体系结构、超标量体系结构、多核体系结构等。
三、基本原理计算机体系结构的基本原理包括指令集架构、数据表示和处理、存储器层次结构、处理器组织和控制方式等。
指令集架构定义了计算机的指令集和执行方式，数据表示和处理涉及数据的内部表示以及算术和逻辑运算的执行方式，存储器层次结构描述了计算机内存的组织和访问方式，处理器组织和控制方式描述了计算机处理器的内部结构和运行方式。
四、主要类型根据计算机体系结构的组织方式和特点，常见的计算机体系结构类型包括冯·诺依曼体系结构、哈佛体系结构、超标量体系结构、多核体系结构等。
冯·诺依曼体系结构是最早的计算机体系结构之一，它的特点是将程序指令和数据存储在同一个存储器中，并且以顺序执行方式执行指令。
哈佛体系结构则将程序指令和数据存储在不同的存储器中，以提高指令和数据的并行处理能力。
超标量体系结构可以同时执行多条指令，提高计算机的运行效率。
多核体系结构是指将多个处理器核心集成在一起，以实现多任务并行处理。
五、应用计算机体系结构的应用广泛涉及到计算机硬件和软件的设计、开发和优化。
在计算机硬件设计领域，计算机体系结构的选择直接影响计算机的性能和能耗。
计算机体系结构基础详解
计算机体系结构基础详解计算机体系结构是指计算机系统中各个组件之间的关系和交互方式，它决定了计算机的性能和功能。
本文将详细介绍计算机体系结构的基本概念、组成部分以及其运行原理，以便读者对计算机体系结构有更深入的了解。
一、计算机体系结构概述计算机体系结构是计算机硬件和软件之间的接口，决定了计算机的指令系统、数据表示方式和操作方式。
它包括三个要素：指令集体系结构、处理器体系结构和系统结构。
1.1 指令集体系结构指令集体系结构（ISA）是一种硬件体系结构的抽象表示，定义了可供程序员使用的指令集合、寻址方式、数据类型和寄存器等。
ISA决定了计算机的指令集、执行过程和编程模型，并通过指令和数据之间的交互来完成各种计算任务。
1.2 处理器体系结构处理器体系结构是指计算机中的中央处理器（CPU）的组成和工作原理。
它包括指令流水线、寄存器、运算器和控制器等组件，负责执行计算机指令、进行数据处理和控制计算机系统的各个部件。
1.3 系统结构系统结构是计算机硬件和软件之间的桥梁，将处理器、内存、输入输出设备和外部存储器等组件有机地连接在一起，形成一个完整的计算机系统。
系统结构涉及到计算机组成原理、总线结构、内存管理和I/O控制等技术，并提供了操作系统和应用程序的运行环境。
二、计算机体系结构的组成部分计算机体系结构由若干组成部分构成，每个部分都具有特定的功能和作用。
2.1 中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令、进行算术运算和逻辑运算。
它由控制单元和算术逻辑单元组成，通过时钟信号控制指令的执行和数据的处理。
2.2 存储器存储器用于存储数据和指令，分为主存储器和辅助存储器两种形式。
主存储器包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM），用于存储正在执行的程序和数据；辅助存储器包括硬盘、光盘和磁带等，用于长期存储大容量的数据和文件。
2.3 输入输出设备输入输出设备用于计算机与外部环境之间的数据交换。
计算机体系结构基础教程
计算机体系结构基础教程计算机体系结构是计算机科学中的核心概念之一，它描述了计算机硬件和软件之间的各种关系和交互。
深入理解计算机体系结构对于学习和应用计算机科学和工程学科非常重要。
在本篇文章中，我将为您提供一份详细的计算机体系结构的基础教程，涵盖以下几个方面：1. 什么是计算机体系结构？2. 计算机体系结构的重要性3. 计算机体系结构的组成和层次结构4. 计算机体系结构的发展历程5. 计算机体系结构的主要类型6. 如何选择适合的计算机体系结构7. 计算机体系结构的未来发展趋势1. 什么是计算机体系结构？计算机体系结构指的是计算机硬件和软件之间的组织结构和交互方式。
它涉及到计算机内部的各个关键组件，如中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备、总线等，以及它们之间的连接方式和数据传输方式。
计算机体系结构是一个抽象的概念，它描述了计算机在逻辑上是如何工作的，而不涉及具体的物理实现细节。
2. 计算机体系结构的重要性计算机体系结构是计算机科学和工程学科中的重要基础，它为我们理解计算机的工作原理和性能提供了关键的知识。
通过学习计算机体系结构，我们可以更好地理解和设计计算机硬件和软件，并提高计算机系统的效率和性能。
计算机体系结构还可以帮助我们优化计算机程序，并解决计算机系统中的各种问题。
3. 计算机体系结构的组成和层次结构计算机体系结构由多个组成部分和层次结构组成。
最基本的组成部分是中央处理器(CPU)，它包括运算器和控制器。
运算器负责执行算术和逻辑运算，而控制器负责执行指令并控制计算机的各个部件。
其他重要的组成部分包括内存、输入输出设备和总线，它们负责存储数据、与外部设备交互和实现各个组件之间的数据传输。
计算机体系结构的层次结构包括多个层次，从底层到顶层依次是硬件层、机器级层、操作系统层、应用层和用户层。
每个层次负责不同的任务和功能，彼此之间通过接口和协议进行交互。
硬件层负责实现计算机的物理组件，机器级层负责提供指令和数据的运算功能，操作系统层负责控制和管理计算机的各个资源，应用层负责提供具体的计算机应用和服务，用户层负责进行用户交互和应用操作。
「计算机体系结构精解」
第一章ﻩ计算机组成原理本部分要求掌握计算机方面的基础知识,包括计算机的发展、计算的系统组成、基本组成和工作原理、计算机的数制数据表示以及运算校验、指令系统以及计算机系统的安全等基础性的知识。
内容多而且复杂,尤其是有关计算机硬件方面的内容，很细而且灵活性不高，知识量相当大，掌握这部分一定要多下功夫,学会取舍、把握重点、抓住要害。
１．1考试大纲及历年考题知识点１.1.1 大纲要求考试要求：1 掌握数据表示、算术和逻辑运算；2 掌握计算机体系结构以及各主要部件的性能和基本工作原理考试范围1 计算机科学基础1．１数制及其转换二进制、十进制和十六进制等常用制数制及其相互转换1.2 数据的表示•数的表示（原码、反码、补码、移码表示，整数和实数的机内表示，精度和溢出）•非数值表示（字符和汉字表示、声音表示、图像表示）•校验方法和校验码（奇偶校验码、海明校验码、循环冗余校验码）1.3 算术运算和逻辑运算•计算机中的二进制数运算方法•逻辑代数的基本运算和逻辑表达式的化简2．计算机系统知识２.１计算机系统的组成、体系结构分类及特性•CPU 和存储器的组成、性能和基本工作原理•常用I/O 设备、通信设备的性能,以及基本工作原理•I/Ｏ接口的功能、类型和特性•Ｉ/O控制方式（中断系统、DＭA、Ｉ/Ｏ处理机方式)•CISC/RISC,流水线操作,多处理机,并行处理２.2 存储系统•主存-Caｃｈe 存储系统的工作原理•虚拟存储器基本工作原理,多级存储体系的性能价格•RAIＤ类型和特性２.3 安全性、可靠性与系统性能评测基础知识•诊断与容错•系统可靠性分析评价•计算机系统性能评测方式1.２计算机科学基础１.２．1 数制及其转换1、R 进制转换成十进制的方法按权展开法:先写成多项式,然后计算十进制结果.举例：(1101.01)２＝1×２^3+１×2＾２+0×2＾1+１×2^０+ ０×2^-1＋1×2^-2=8+4＋1+0．2５=１3.25ﻩ(23７)８=2×8^2+３×8＾1+７×8＾0 =1２8+24+７=159ﻩ(1０D)16=1×1６^２+13×16^0=２56+1３＝26９2、十进制转换成二进制方法一般分为两个步骤：•ﻩ整数部分的转换ﻩ除2 取余法（基数除法）•小数部分的转换乘 2 取整法(基数乘法）例：求（７5.45３)10转二进制（取4位小数)解：整数部分: 2 ｜75 1ﻩﻩ2|37 1………….ﻩ0 1ﻩ把余数写下来：由下至上写得100１0１1小数部分：0．４５3ﻩ×2ﻩ0．906 ０ﻩ×2ﻩ１.81２１ﻩ×2ﻩﻩ1．624 １ﻩ×2ﻩﻩ1．248 １规则：进位留,乘积略。
计算机体系结构(全书4)共29页文档
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
Hale Waihona Puke
考研计算机体系结构知识点串讲
考研计算机体系结构知识点串讲计算机体系结构是指计算机硬件与软件之间的接口，它定义了计算机系统的组成部分和它们之间的相互关系。
在考研计算机相关专业中，体系结构是一个重要的知识点，需要深入理解和掌握。
本文将对考研计算机体系结构的一些主要知识点进行串讲，帮助考生加深理解。
I. 计算机结构与计算机体系结构的区别计算机结构是指计算机内部各个硬件组件的布局和连接方式，包括CPU、内存、I/O设备等。
而计算机体系结构则是计算机结构的逻辑结构，它定义了计算机系统的组成部分和它们之间的相互关系。
II. 冯·诺依曼体系结构冯·诺依曼体系结构是现代计算机体系结构的基础，它包括以下几个主要组成部分：1. 存储器冯·诺依曼体系结构中的存储器用于存储指令和数据。
存储器可以分为主存和辅存，主存是CPU能直接访问的存储器，而辅存则是用于长期存储的设备，如硬盘、光盘等。
2. 控制器控制器是负责解释并执行存储器中的指令的部件。
它从主存中提取指令，并根据指令的要求控制其他硬件组件的操作。
3. 运算器运算器是负责执行算术和逻辑运算的部件。
它通过执行指令中的操作码，对数据进行运算并将结果存储在存储器中。
4. 输入输出设备输入输出设备用于与计算机外部进行数据交互。
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
III. 存储层次结构存储层次结构是指计算机系统中各个存储器之间的层次关系和数据传递方式。
它包括以下几个层次：1. 寄存器寄存器是位于CPU内部的存储器，用于临时存储指令和数据。
由于寄存器位于CPU内部，其访问速度非常快。
2. 高速缓存高速缓存是位于CPU和主存之间的存储器，用于提高数据访问速度。
它将数据从主存中复制到缓存中，并根据访问模式进行预取，以减少对主存的访问次数。
3. 主存主存是位于计算机内部的存储器，用于存储指令和数据。
它位于CPU与外部存储器之间，访问速度较快。
4. 辅存辅存是用于长期存储数据的存储设备，如硬盘、光盘等。