冯诺依曼计算机结构的基本思想

冯诺依曼体系结构的基本内容

冯·诺依曼体系结构的基本内容1. 引言冯·诺依曼体系结构（Von Neumann Architecture）是计算机科学中最重要的概念之一。

它是由数学家冯·诺依曼于1945年提出的，被广泛应用于现代计算机的设计与实现。

冯·诺依曼体系结构为计算机提供了一种基本的组织和工作方式，使得计算机能够高效地执行各种任务。

2. 基本原理冯·诺依曼体系结构的基本原理包括以下几个方面：2.1 存储程序冯·诺依曼体系结构中，程序和数据都存储在同一块内存中。

这意味着计算机可以像读取数据一样读取指令，而不需要将指令和数据分开存储。

2.2 指令流水线冯·诺依曼体系结构中，指令以顺序方式执行。

每条指令都经过取指、解码、执行等阶段，然后再取下一条指令。

这种流水线式的执行方式使得计算机能够高效地处理大量指令。

2.3 存储器层次结构冯·诺依曼体系结构中，计算机的存储器按照速度和容量的不同分为多个层次。

越接近CPU的存储器速度越快，容量越小；而越远离CPU的存储器速度越慢，容量越大。

这种层次结构能够提高计算机的存取效率。

2.4 控制单元和运算单元冯·诺依曼体系结构中，计算机由控制单元和运算单元组成。

控制单元负责指令的执行和程序的流程控制，而运算单元则负责数据的处理和运算。

2.5 输入输出系统冯·诺依曼体系结构中，计算机通过输入输出系统与外部设备进行交互。

输入输出系统使得计算机能够接收外部输入数据，并将处理结果输出到外部设备。

3. 冯·诺依曼体系结构与现代计算机冯·诺依曼体系结构为现代计算机的设计与实现提供了基本框架。

现代计算机在冯·诺依曼体系结构基础上进行了许多扩展和优化，但其基本原理仍然保持不变。

3.1 多核处理器现代计算机往往采用多核处理器，即在一个物理芯片上集成多个处理核心。

这样可以提高计算机的并行能力，使得计算机能够同时执行多个任务。

简述冯.诺依曼体系结构的基本内容。

冯·诺依曼体系结构（Von Neumann Architecture）是计算机系统的一种经典结构，以数学家、计算机科学家冯·诺依曼（John von Neumann）的名字命名。

它是一种基于存储程序的计算机设计原则，也是现代计算机体系结构的基础。

冯·诺依曼体系结构的基本内容包括：
存储程序：计算机内存中存储程序指令和数据的能力，使得计算机能够根据存储在内存中的程序顺序执行指令，而不需要对硬件进行重构。

指令集：指令集是计算机能够执行的基本指令的集合。

冯·诺依曼体系结构采用固定的指令集，其中包括算术运算、逻辑运算、数据传输等基本操作。

存储器：计算机内存用于存储指令和数据。

冯·诺依曼体系结构使用单一的存储器来存储指令和数据，这使得指令和数据具有相同的存储结构和访问方式。

运算器：运算器是执行算术和逻辑运算的部件。

它包括算术逻辑单元（ALU），用于执行加减乘除等算术运算和逻辑运算，并包含寄存器，用于存储中间结果和操作数。

控制器：控制器负责解析和执行存储在内存中的指令序列。

它从内存中获取指令，解码指令并控制其他部件的操作，以完成指令的执行。

输入输出设备：输入输出设备用于与计算机系统交互，例如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

冯·诺依曼体系结构将输入输出设备视为与内存和处理器相分离的外部设备。

冯·诺依曼体系结构的设计思想为计算机的发展和进步奠定了基础，它具有指令的存储和执行的灵活性，使得计算机能够以顺序的方式执行复杂的程序。

现代计算机系统基本上都采用了冯·诺依曼体系结构，并在此基础上进行了各种改进和扩展。

冯诺伊曼提出的计算机体系结构基本思想。

冯诺依曼的计算机体系结构基本思想是：
1、运算与控制:
运算和控制是计算机最基本的功能，也是冯诺伊曼体系结构最基本的思想。

它要求计算机具有一个功能齐全的计算机核心，即通过控制电路结构对指令和数据进行有序处理，以实现指令的输入、数据的运算、结果的存取等功能。

2、记忆与存储：
内存是计算机的核心，也是计算机的一大突破。

所以冯诺依曼计算机体系结构的思想之一就是要求计算机装有内存，以存储中间结果和最终结果，以便在控制系统内及时处理数据。

3、接口：
为了能够将计算机与外部系统连接，冯诺依曼计算机体系结构思想要求计算机必须有专用的接口，使外部系统可由此来为计算机提供输入及输出系统支持。

4、输入和输出：
冯诺伊曼体系结构还要求计算机具备输入和输出设备，可满足外部输入和输出需求。

输入设备可以实现键盘，读写儿磁盘等；输出设备
可以实现显示器，打印机等。

5、通信
由于多台计算机可以实现不同的功能，而且可以相互配合完成特定
的任务，冯诺依曼体系结构思想也要求计算机应有一个网络通信模块，用以实现内外网络通信功能和多台计算机之间的任务调度。

这就是冯诺依曼计算机体系结构基本思想，它将计算机从原来无法解
决实际问题的小发明，变成一种强力的计算机系统，使计算机真正成
为我们日常生活中必不可少的工具和帮助者。

简述冯诺依曼计算机思想

简述冯诺依曼计算机思想冯诺依曼计算机思想是现代计算机科学的基石。

1945年，美国科学家约翰冯诺依曼发表了他的著作《计算机和数学自动机理论》，提出了冯诺依曼框架，其中描述了一类由计算机组成的有限状态机，即被称为冯诺依曼计算机的计算机架构。

他的计算机架构从结构、功能、性能和编程等方面，提供了关于计算机硬件和软件设计等重要理论，为后来的科学家和工程师提供了一个根本设计指导原则，成为后来计算机的基础。

冯诺依曼提出的计算机思想是个大胆的设想，涉及到多个学科领域，其中包括数学、逻辑、工程技术和计算机科学等。

他提出了一种计算机系统的通用模型，这种模型包括：输入、输出、程序和数据，以及用于从程序运行到数据传输的过程。

冯诺依曼的计算机思想的基本思想有三点：1、自动化计算机系统。

2、程序可以被设计为一个独立的实体，它可以通过输入和输出来实现一定的功能。

3、信息的流动可以在系统中进行控制，使得计算机更具灵活性。

冯诺依曼思想的实践应用是在计算机科学领域十分重要的。

它解决了计算机系统设计中的问题，并成为现代计算机系统设计原则的基础。

冯诺依曼框架是一种分离计算机的软件和硬件的构思，它描述了软件和硬件的分离，使得计算机更加灵活、更加简洁。

这样，一台计算机可以同时运行多个软件，比如操作系统和应用软件，而不用担心硬件的性能和功能，从而提高了计算机的效率。

冯诺依曼的计算机思想不仅对计算机科学有重要影响，而且引发了其他多种学科和领域的发展。

比如，微积分、函数分析等数学理论，都可以借助冯诺依曼思想，用来解决计算机科学本身的问题，为计算机技术的发展提供了重要的理论基础。

此外，逻辑学也受到了冯诺依曼思想的很大影响，由此产生了逻辑设计，其实质就是以冯诺依曼思想为基础，为计算机系统设计一种逻辑结构，使之更容易被理解和实现。

冯诺依曼的计算机思想是一种革命性的思想，它的发展虽然有了进步，但它仍然是当今计算机科学的基石。

它不但影响了当今计算机科学的发展，而且深深影响了其他学科的发展，到今天依然具有重要的意义。

简述冯诺依曼计算机的基本思想

简述冯诺依曼计算机的基本思想
冯诺依曼计算机的基本思想是：数字计算机的数制采用二进制；计算机应该按照程序顺序执行。

美籍匈牙利科学家冯·诺依曼最先提出程序存储的思想，并成功将其运用在计算机的设计之中，根据这一原理制造的计算机被称为冯·诺依曼结构计算机。

由于他对现代计算机技术的突出贡献，因此冯·诺依曼又被称为“现代计算机之父”。

根据冯诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能：把需要的程序和数据送至计算机中。

必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。

能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。

能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。

冯诺依曼体系结构计算机的主要思想

冯诺依曼体系结构计算机的主要思想
冯诺依曼体系结构是由美国著名的数学家及计算机科学家恩格尔（John Von Neumann）提出的一种计算机构架设计思想，被广泛应用于当今世界所有型式的计算机中。

冯诺依曼体系结构计算机的主要思想是：将计算机组成由五大部分组成，即：
1. 存储器：这是一个用来保存信息的设备。

它可以存储程序、数据、指令、结果等。

程序的执行过程依赖于计算机的存储器。

2. 控制器：这是管理程序执行的部件。

它根据计算机中的软件指令和数据指令来控制计算机的运行。

控制器根据指令的顺序，对程序进行读取、编译和执行。

3. 运算器：这是一个处理数学计算的部件。

它可以进行加减乘除、求解方程、积分微分等数学运算。

4. 输入设备：这是一种用来接受外界信息的设备，一般有键盘、鼠标和传感器等。

5. 输出设备：这是一种将计算机处理的信息反馈给使用者的设备，常见的有屏幕、打印机和声音等。

冯诺依曼体系结构计算机把这五个部分集中在一起，以保证计算机的容易理解、容易控制、容易维护，以及适应不断变化的计算机应用环境。

冯诺依曼体系结构提出了计算机模块间独立性的原则，使计算机体系结构变得具有插拔性，容易改变，以满足新的需求。

此外，该体系结构也为计算机的软硬件的升级提供了方便，从而使计算机的运行更加合理、高效、安全。

综上所述，冯诺依曼体系结构计算机的主要思想是：将计算机结构分成五大部分，并规定模块间独立性的原则，以便于更好地满足当代计算机应用环境的变化，保证计算机的高效运行。

冯诺依曼计算机工作原理的设计思想

冯诺依曼计算机工作原理的设计思想
冯诺依曼计算机工作原理的设计思想是基于存储程序的概念。

其主要特点包括以下几点：
1. 存储程序：冯诺依曼计算机将程序和数据以相同的方式存储在计算机的内存中。

程序中的指令和数据都被存储在存储器中的不同地址上，可以被按需读取和写入。

2. 指令流水线：冯诺依曼计算机借鉴了装配线工作方式，引入指令流水线的概念。

指令流水线将指令的执行过程分为多个步骤，并使得多条指令可以并行执行，提高了计算机的效率。

3. 控制单元和运算器的分离：冯诺依曼计算机将计算机的功能分为控制单元和运算器。

控制单元负责从内存中读取指令并解析执行流程，而运算器则负责执行实际计算操作。

4. 寄存器：冯诺依曼计算机引入了寄存器的概念，用于临时存储数据和指令。

寄存器的使用可以提高计算速度，并减少对内存的访问。

5. 存储器的层次结构：冯诺依曼计算机采用了存储器的层次结构，分为高速缓存、主存和辅助存储器。

不同层次的存储器具有不同的速度和容量，可以根据需求进行数据的存取。

6. 数据和指令的二进制表示：冯诺依曼计算机使用二进制来表示数据和指令。

所有的数据和指令在计算机内部都以二进制的形式进行处理和存储。

7. 硬件和软件的分离：冯诺依曼计算机将硬件和软件分离，使得计算机的功能可以通过更改软件来实现，而不需要对硬件进行改动。

冯诺依曼计算机的设计思想在现代计算机中得到了广泛的应用，成为计算机结构设计的基础。

通过存储程序的概念，指令流水线的引入等方法，可以提高计算机的运行效率和性能，同时也方便了软件的开发和维护。

冯诺依曼存储程序控制原理基本的

冯诺依曼存储程序控制原理基本的
冯诺依曼存储程序控制原理是计算机体系结构设计的基本原则之一，也被称为“冯诺依曼计算机体系结构”。

其基本思想是将指令和数据存储在同一个存储器中，并且使用相同的总线进行传输。

在冯诺依曼体系结构中，计算机的控制单元通过解码来执行存储在存储器中的指令，指令包括操作码和操作数。

操作码指示计算机进行的操作类型，而操作数则指示所有相关数据的存储位置和格式。

计算机通过逐步执行存储在指令寄存器中的指令，从而逐个执行存储在存储器中的指令。

冯诺依曼存储程序控制原理的优点在于其简单易用，结构清晰，易于设计和维护。

虽然现在也出现了一些基于其他设计理念的计算机体系结构，但冯诺依曼计算机仍然是目前计算机体系结构设计的主流之一。

计算机组成原理试题及答案

1．冯·诺依曼计算机体系的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统应由哪些部件组成？它们各起什么作用？（1）存储程序、指令执行、顺序存储。

（2）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部分。

（3）存储器：存放程序和数据的元件。

（4）运算器：信息加工，算术运算和逻辑运算。

（5）控制器：从存储器取出程序中的控制信息经过分析后，按照要求给其它部分发出控制信息。

（6）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，并按顺序送往内存。

（7）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. 什么是寻址方式，简述计算机中常用的基本寻址方式。

答：寻址方式就是寻找操作数或操作数地址的方式。

从形式地址生成有效地址的各种方式称为寻址方式。

8086提供了与操作数有关和与I/O端口地址有关的两类寻址方式。

与操作数有关的寻址方式有七种，分别是立即寻址，寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，基址加变址寻址，相对基址加变址寻址；与I/0端口有关的寻址方式有直接端口寻址和间接端口寻址方式。

另外还有隐含寻址，即把要寻找的地址包含在操作码中。

（1）指令寻址顺序寻址方式跳跃寻址方式（2）操作数寻址隐含寻址立即寻址直接寻址间接寻址寄存器寻址方式和寄存器间接寻址方式相对寻址方式基址寻址方式变址寻址方式块寻址方式3. 简述计算机控制器的功能和基本组成，微程序的控制器和组合逻辑的控制器有何不同之处？答：由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作。

主要功能：从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作；指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。

从存储器取出程序中的控制信息经过分析后，按要求发出控制信号。

简述冯诺依曼体系结构的基本内容

简述冯诺依曼体系结构的基本内容
冯·诺依曼体系结构是由德国数学家冯·诺依曼在1946年发明的一种计算机体系结构，也是现代计算机的基础。

它是一种分层的体系结构，将计算机分解为几个部分，即运行程序、控制单元、存储器、输入/输出系统，以及系统总线。

首先，计算机要运行程序，而运行程序就是指把输入数据处理成想要的结果。

运行程序的核心就是控制单元，它负责对程序进行指令解释和控制，根据控制单元发出的控制信号，各个计算机系统能正常工作，把输入的数据处理成想要的结果。

其次，在冯·诺依曼体系结构中，存储器的功能是存储程序和所需的数据，它们是计算机的核心，负责保存和提供程序和数据，当计算机断电时，这些数据仍然会保留。

存储器主要分为两类：一类是内存，它可以快速存储和读取数据，但是容量有限；另一类是外存，它的容量比内存大得多，但是读取速度比内存慢得多。

再次，冯·诺依曼体系结构中的输入/输出系统负责与外部设备的交互，它通过输入设备，如键盘、鼠标等，来输入数据；通过输出设备，如显示器、打印机等，来输出数据，从而使计算机与外部设备之间的交流。

最后，系统总线是冯·诺依曼体系结构中最重要的部分，它负责连接各个部件，使它们能够相互通信，如运行程序、控制单元、存储器、输入/输出系统等。

它是计算机的“血液”，是计算机正常工作的基础。

总之，冯·诺依曼体系结构是一种分层的体系结构，它将计算机分解为运行程序、控制单元、存储器、输入/输出系统，以及系统总线等几个部分，它是现代计算机的基础，也是计算机中不可缺少的一部分。

组成简答题

14．试比较内存、外存、缓存、控存、虚存。
答：
内存：直接和CPU交换信息。
外存：是为了扩大内存容量的辅助存储器，不直接和CPU交换信息，容量比内存大，速度比内存慢。
缓存：是为了解决内存和CPU的速度匹配、提高访存速度的一种存储器，它设在内存和CPU之间，速度比内存快，容量比内存小，存放CPU最近期要用的信息。
（1）中断方式通过程序实现数据传送，而DMA方式不使用程序，直接靠硬件来实现。
（2） CPU对中断的响应是在执行完一条指令之后，而对DMA的响应则可以在指令执行过程中的任何两个存储周期之间。
（3）中断方式不仅具有数据传送能力，而且还能处理异常事件；DMA只能进行数据传送。
（4）中断方式必须切换程序，要进行CPU现场的保护和恢复操作；DMA仅挪用了一个存储周期，不改变CPU现场。
指令和微指令都是计算机的操作命令。但前者由操作码和地址码两部分组成。操作码经译码后与时序、状态条件等组合产生微操作，其地址码部分是用来给出操作数地址的。
微指令中包含一组微命令，经组合后可产生一组微操作，它还包含地址字段，但这个地址是用来确定下一条要执行的微指令的地址。
8．举出CPU中6个主要寄存器并说明其名称及功能。
12. 动态MOS RAM为何要刷新？有哪几种刷新方式？各有何特点。
答：动态存储元是依靠栅极电容上有无电荷来表示信息的，但电容的绝缘电阻不是无穷大，因而电荷会泄露掉。为了使已写入存储器的信息保持不变，一般每隔一定时间必须对存储体中的所有记忆单元的栅极电容补充电荷，这个过程就是刷新。
（1）集中刷新：前一段时间进行读/写/保持，后一段进行集中刷新，缺点是在集中刷新的这段时间内不能进行存取访问，称之为死时间。

冯诺依曼三大原理

冯诺依曼三大原理冯·诺依曼三大原理是指电子计算机体系结构的基本原则，它们是存储程序原理、存储器随机访问原理和指令流水线原理。

这三大原理的提出，不仅对电子计算机的发展起到了重要推动作用，也对计算机科学的发展产生了深远影响。

存储程序原理是冯·诺依曼计算机体系结构的基本原则之一、它是指计算机的指令和数据都以二进制形式存储在存储器中，并且以相同的方式进行处理。

这意味着指令和数据可以以相同的方式存储、传输和处理。

存储程序原理的提出，使得计算机可以按照程序的顺序执行指令，实现了计算机的自动控制。

存储器随机访问原理是指计算机可以根据存储地址直接访问存储器的任意位置。

存储器随机访问原理实现了对存储器的快速读写操作，大大提高了计算机的运行效率。

以前的计算器和计算机都是通过顺序访问存储器，需要按照顺序逐个读写数据，效率非常低下。

存储器随机访问原理的提出，实现了对存储器的快速随机访问，为计算机的发展打下了坚实基础。

指令流水线原理是指将计算机的指令执行过程分割成多个阶段，使得不同的指令可以在同一时间执行不同的阶段。

通过同一时间执行多个指令的不同阶段，可以大大提高计算机的执行效率。

指令流水线原理的提出，使得计算机可以实现指令的并行执行，充分利用计算资源，提高了计算机的运行速度。

目前的大部分计算机都采用了指令流水线的设计，以提高计算机的性能。

冯·诺依曼三大原理的提出，极大地推动了电子计算机的发展。

它们的实现不仅增加了计算机的自动控制能力和运算速度，还大大提高了计算机的可编程性和应用范围。

特别是存储程序原理的出现，使得计算机可以根据程序的需求来执行不同的任务，开创了计算机科学的新时代。

存储程序原理的出现，是计算机软件与硬件分离的分水岭。

它使得我们可以通过编写不同的程序来控制计算机的行为，而不需要改变硬件的结构。

这为计算机的应用范围带来了前所未有的扩展，并为软件工程的发展奠定了基础。

存储器随机访问原理使得计算机可以高效地读取和写入数据。

计算机组成原理（第三版）课后答案

计算机组成原理（第三版）课后答案计算机是⼀种能⾃动地、⾼速地对各种数字化信息进⾏运算处理的电⼦设备。

1．2冯诺依曼计算机体系结构的基本思想是存储程序，也就是将⽤指令序列描述的解题程序与原始数据⼀起存储到计算机中。

计算机只要⼀启动，就能⾃动地取出⼀条条指令并执⾏之，直⾄程序执⾏完毕，得到计算结果为⽌。

按此思想设计的计算机硬件系统包含：运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备。

各部分的作⽤见教材：P10—P121．3计算机的发展经历了四代。

第⼀代：见教材P1第⼆代：见教材P2第三代：见教材P2第四代：见教材P21．4系统软件定义见教材：P12—13，应⽤软件定义见教材：P121．5见教材：P14—151．6见教材：P111．7见教材：P6—81．8硬件定义见教材：P9软件定义见教材：P12固件定义见教材：P131．91）听觉、⽂字、图像、⾳频、视频2）图像、声⾳、压缩、解压、DSP1．10处理程度按从易到难是：⽂本→图形→图像→⾳频→视频27/64=00011011/01000000=0.0110110=0.11011×2-1规格化浮点表⽰为：[27/64]原＝101，011011000[27/64]反＝110，011011000[27/64]补＝111，011011000[27/64]反＝110，100100111[27/64]补＝111，1001010002．3 模为：29=10000000002．4 不对，8421码是⼗进制的编码2．5浮点数的正负看尾数的符号位是1还是0浮点数能表⽰的数值范围取决于阶码的⼤⼩。

浮点数数值的精确度取决于尾数的长度。

2．61）不⼀定有N1>N2 2）正确2．7 最⼤的正数：0111 01111111 ⼗进制数：（1－2－7）×27最⼩的正数：1 ⼗进制数：2－7×2－7最⼤的负数：1 ⼗进制数：--2－7×2－7最⼩的负数：0111 10000001 ⼗进制数：--（1－2－7）×272．81）[x]补=00.1101 [y]补=11.0010[x+y]补＝[x]补+[y]补=11.1111⽆溢出x+y= －0.0001[x]补=00.1101 [--y]补=00.1110[x－y]补＝[x]补+[--y]补=01.1011 正向溢出2）[x]补=11.0101 [y]补=00.1111[x+y]补＝[x]补+[y]补=00.0100 ⽆溢出x+y= 0.0100[x]补=11.0101 [--y]补=11.0001[x－y]补＝[x]补+[--y]补=10.0110 负向溢出3) [x]补=11.0001 [y]补=11.0100[x+y]补＝[x]补+[y]补=10.0101 负向溢出[x]补=11.0001 [--y]补=00.1100[x－y]补＝[x]补+[--y]补=11.1101 ⽆溢出X－y=－0.00112．91）原码⼀位乘法|x|=00.1111 |y|=0.1110部分积乘数y n00.0000 0.1110+00.000000.0000+00.111100.11110→00.011110 0.11+00.111101.011010→00.1011010 0.1+00.111101.1010010→00.11010010P f=x f⊕y f=1 |p|=|x|×|y|=0.11010010所以[x×y]原=1.11010010补码⼀位乘法[x]补=11.0001 [y]补=0.1110 [--x]补=11.0001 部分积y n y n+1 00.0000 0.11100→00.00000 0.1110+00.111100.11110→00.011110 0.111→00.0011110 0.11→00.0 0.1+11.000111.00101110[x×y]补=11.001011102）原码⼀位乘法|x|=00.110 |y|=0.010部分积乘数y n00.000 0.010+00.00000.000→00.0000 0.01+00.11000.1100→00.01100 0.0+00.00000.01100 0所以[x×y]原=0.001100补码⼀位乘法[x]补=11.010 [y]补=1.110 [--x]补=00.110部分积y n y n+100.000 1.1100→00.0000 1.110+00.11000.1100→00.01100 1.11→00.001100 1.1所以[x×y]补=0.0011002．101）原码两位乘法|x|=000.1011 |y|=00.0001 2|x|=001.0110部分积乘数 c000.0000 00.00010+000.1011000.1011→000.001011 0.000→000.00001011 00.0P f=x f⊕y f=1 |p|=|x|×|y|=0.00001011所以[x×y]原=1.00001011补码两位乘法[x]补=000.1011 [y]补=11.1111 [--x]补=111.0101部分积乘数y n+1000.0000 11.11110+111.0101111.0101→111.110101 11.111→111.11110101 11.1所以[x×y]补=111.11110101 x×y=--0.000010112）原码两位乘法|x|=000.101 |y|=0.111 2|x|=001.010 [--|x| ]补=111.011 部分积乘数 c 000.000 0.1110+111.011111.011→111.11011 0.11+001.010→000.100011P f=x⊕y f=0 |p|=|x|×|y|=0.100011所以[x×y]原=0.100011补码两位乘法[x]补=111.011 [y]补=1.001 [--x]补=000.101 2[--x]补=001.010 部分积乘数y n+1 000.000 1.0010+111.011111.011→111.111011 1.00+001.010001.00011→000.100011所以[x×y]补=0.1000112.111) 原码不恢复余数法|x|=00.1010 |y|=00.1101 [--|y| ]补=11.0011部分积商数00.1010+11.0011←11.1010+00.110100.0111 0.1←00.1110+11.001100.0001 0.11←00.0010+11.001111.0101 0.110←01.1010+00.110111.0111 0.1100+00.110100.0100所以[x/y]原=0.1100 余数[r]原=0.0100×2—4补码不恢复余数法[x]补=00.1010 [y]补=00.1101 [--y]补=11.0011 部分积商数00.101000.0111 0.1←00.1110+11.001100.0001 0.11←00.0010+11.001111.0101 0.110←10.1010+00.110111.0111 0.1100+00.110100.0100所以[x/y]补=0.1100 余数[r]补=0.0100×2—42）原码不恢复余数法|x|=00.101 |y|=00.110 [--|y| ]补=11.010 部分积商数00.101+11.01011.111 0←11.110+00.11000.100 0.1←01.000+11.01000.010 0.11←00.100+11.01011.110 0.110+00.11000. 100所以[x/y]原=1.110 余数[r]原=1.100×2—3补码不恢复余数法[x]补=11.011 [y]补=00.110 [--y]补=11.010 部分积商数11.01111.100 1.0←11.000+00.11011.110 1.00←11.100+00.11000.010 1.001+11.01011.100所以[x/y]补=1.001+2—3=1.010 余数[r]补=1.100×2—32．121）[x]补=21101×00.100100 [y]补=21110×11.100110⼩阶向⼤阶看齐：[x]补=21110×00.010010求和：[x+y]补=21110×（00.010010＋11.100110）＝21110×11.111000 [x-y]补=21110×（00.010010＋00.011010）＝21110×00.101100 规格化：[x+y]补=21011×11.000000 浮点表⽰：1011，11.000000规格化：[x-y]补=21110×00.101100 浮点表⽰：1110，0.101100 2）[x]补=20101×11.011110 [y]补=20100×00.010110⼩阶向⼤阶看齐：[y]补=20101×00.001011求和：[x+y]补=20101×（11.011110＋00.001011）＝20101×11.101001 [x-y]补=20101×（11.011110＋11.110101）＝20101×00.010011 规格化：[x+y]补=21010×11.010010 浮点表⽰：1010，11. 010010规格化：[x-y]补=21010×00.100110 浮点表⽰：1010，00.1001102．13见教材：P702．141）1.0001011×262）0.110111*×2-62．151）串⾏进位⽅式C1=G1+P1C0G1=A1B1，P1=A1⊕B1C2=G2+P2C1G2=A2B2，P2=A2⊕B2C3=G3+P3C2G3=A3B3，P3=A3⊕B3C4=G4+P4C3G4=A4B4，P4=A4⊕B4C2=G2+P2G1+P2P1C0C3=G3+P3G2+P3P2G1+P3P2P1C0C4= G4+P4G3+P4P3G2+P4P3P2G1+P4P3P2P1C02．16参考教材P62 32位两重进位⽅式的ALU和32位三重进位⽅式的ALU 2．17C n“1”“1”3.1见教材：P79 3．2 见教材：P833．3与SRAM 相⽐，DRAM 在电路组成上有以下不同之处：1）地址线的引脚⼀般只有⼀半，因此，增加了两根控制线RAS 、CAS ，分别控制接受⾏地址和列地址。

冯诺依曼结构工作原理

冯诺依曼结构工作原理冯诺依曼结构是计算机体系结构的一种基本原理，它是由冯·诺依曼于1945年提出的，它的核心思想是将计算机的控制单元、算术逻辑单元、存储单元和输入输出设备统一起来，以存储程序方式进行运算。

冯诺依曼结构分为五个主要部分：存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。

下面我将详细介绍每个部分的工作原理。

首先是存储器。

存储器是冯诺依曼结构的核心，它用来存储指令和数据。

它通常分为主存和辅存两部分。

主存储器是指电脑中的内存，用来存储正在运行的程序及其相关数据。

辅存储器则是指硬盘、光盘等外部存储设备，用来存储长期不需要的数据和程序。

运算器是计算机进行算术运算和逻辑运算的部分。

它由算术逻辑单元（ALU）和一组通用寄存器组成。

ALU负责执行各种算术和逻辑运算，如加法、减法、乘法、除法和逻辑与、逻辑或等。

寄存器则用来存储算术逻辑单元的操作数和运算结果。

控制器是计算机的指挥中心，负责控制和协调计算机的各个部件。

它的主要功能是根据存储器中的指令，将指令送到运算器执行，并将执行结果存储到指定位置。

控制器包括指令寄存器、程序计数器、指令译码器和时序发生器等。

输入设备和输出设备用于与外部环境进行数据交换。

输入设备将外部数据转换为计算机能够识别的形式，并传输到存储器中。

常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。

输出设备则将计算机处理后的数据转换为人类可以理解的形式，并输出到外部环境。

常见的输出设备包括显示器、打印机、音响等。

冯诺依曼结构的工作原理可以总结为以下几个步骤：首先，计算机从输入设备接收到待处理的数据。

然后，控制器将存储器中的指令送到运算器执行。

运算器根据指令进行算术和逻辑运算，并将执行结果存储到指定位置。

最后，计算机将处理结果通过输出设备输出。

冯诺依曼结构的优点是具有程序存储器和数据存储器的统一性，能够灵活地处理不同的应用程序。

同时，由于指令和数据存储在同一个存储器中，可以实现程序的随机访问，提高计算机的运行效率。

冯诺依曼体系的核心内容

冯诺依曼体系的核心内容冯诺依曼体系（von Neumann architecture）是现代计算机体系结构的基础，是由匈牙利裔数学家、计算机科学家冯·诺依曼在20世纪40年代提出的。

其核心思想是将程序和数据存储在同一内存空间中，让计算机可以像人类一样处理信息。

冯诺依曼体系的三个主要部分包括：中央处理器（CPU）、存储器和输入输出（I/O）设备。

一、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的大脑，是冯诺依曼体系的核心部分。

它由两个主要部分组成：控制单元和算术逻辑单元。

控制单元（Control Unit）负责控制计算机的各个组成部分，包括指令的读取、解析、执行和存储器的读写等。

算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit）负责计算和逻辑运算，包括算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非等）。

CPU通过这两个部分的协同工作，完成整个计算机的运作。

二、存储器存储器（Memory）是计算机中用来存储程序和数据的部分。

在冯诺依曼体系中，存储器被划分为两个主要部分：主存和辅存。

辅存（Secondary Memory）是一种非易失性存储器（Non-Volatile Memory），其存储的程序和数据不会丢失。

常见的辅存设备包括硬盘、光盘、闪存卡等。

在冯诺依曼体系中，主存和辅存之间存在层次结构（Hierarchical Structure），主存速度较快但容量较小，而辅存容量较大但速度较慢。

三、输入输出设备输入输出（I/O）设备是计算机中用来与外界进行交互的部分，例如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

这些设备通过输入和输出接口（Input/Output Interface）与计算机的其他组成部分进行通信。

在冯诺依曼体系中，输入输出设备既可以与主存进行直接交互，也可以通过CPU进行间接交互。

总之，冯诺依曼体系对计算机体系结构的设计产生了深远的影响。

它将程序、数据存储在同一内存空间中，并通过控制单元和算术逻辑单元等组成部分实现了计算机的基本功能。

冯诺依曼结构计算机的基本思想

冯诺依曼结构计算机的基本思想
冯诺依曼结构计算机是20世纪中叶最伟大的发明之一，它彻底颠覆了计算方式和便携性。

这一结构的灵感来自于自由而又严格的设计方法，与传统的机器硬件架构相结合。

这种结构的出现，标志着计算机的历史的一个新时代的发展。

冯诺依曼结构计算机是由著名的二次大战期间的科学家图灵与冯·诺依曼发明的。

这种结构可以尽可能少地占用空间，同时便于程序员实现程序复杂度的提高。

它通过将一台机器块拆分为硬件和代码相独立的两个部分，从而使得计算机程序更加具有灵活性，更容易更新，并能够产生更多复杂、新颖的结果。

冯诺依曼结构计算机中的最甚至通过使用一个称为“中央处理器（CPU）的设备来控制整个系统的运行。

它通过称为“指令集”的程序来执行大量的操作，例如存储和读取数据，并将结果储存至计算机内存中。

冯诺依曼结构计算机还利用硬件来控制不同部分之间的通信，以及处理程序流和内存管理等事务。

冯诺依曼结构计算机的出现，给计算机的发展开启了新的篇章。

它不仅为设计带来了更大的自由度，而且更容易更新，使得原来由于硬件的局限性，独立的的计算机程序不再是一件困难的事。

冯诺依曼结构计算机得到了迅速的发展，彻底改变了现代计算机的面貌，这一发明多方面都为世界带来了无穷的惊喜。

冯诺依曼计算机的基本思想

冯诺依曼计算机的基本思想
冯诺依曼计算机的基本思想如下：
1、采用二进制形式表示数据和指令；指令由操作码和地址码所组成。

2、采用存储程序，即把编写好的程序和原始数据预先存入计算机的主存储器中，使计算机工作时能够连续、自动、高速地从从存储器中取出一条条指令并执行，从而自动完成预定的任务；即存储程序和程序控制的概念（简称存储程序控制）。

3、指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令来实现。

4、计算机系统硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成，并规定了五大部件的基本功能。

5、计算机以运算器为中心，输入输出设备与存储器之间的数据传送通过运算器完成。

1冯诺依曼体制中最核心的思想是计算机采用

1冯诺依曼体制中最核心的思想是计算机采用冯诺依曼体制是指由冯·诺依曼（John von Neumann）于1945年提出的一种计算机结构设计理念。

该体制的最核心思想是计算机采用存储程序的概念，将数据和指令存储在同一存储器中，并由中央处理器（CPU）按照程序指令的顺序执行，这种结构成为“冯诺依曼计算机”。

在冯诺依曼体制中，计算机硬件由五个基本组成部分构成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

其中，存储器是最核心的部分之一与其他早期计算机不同，冯诺依曼计算机中的存储器不仅用于存储数据，还用于存储程序指令。

这个思想的基础是将程序看作是一系列的指令或命令，计算机按照指令的顺序执行，从存储器中取出指令、解码并执行。

由于冯诺依曼计算机中的存储器同时存储数据和指令，使得程序的修改和执行变得简单灵活。

这种存储程序设计的思想，为计算机的发展和应用提供了巨大的便利。

冯诺依曼体制的另一个核心思想是二进制表示法。

冯·诺依曼认为，所有的数据都可以用二进制数字表示，因此冯诺依曼计算机采用了二进制数码系统，并将计算操作以及数据储存转化为二进制数的处理。

二进制数码系统具有简单和可靠的优势，可以利用逻辑门电路实现运算和存储操作。

同时，二进制还具有很好的扩展性，可以通过增加位数来增加数据的表示范围。

冯诺依曼体制的最核心思想，即计算机采用存储程序的概念和二进制表示法，使得计算机成为一个通用的数据处理工具，不再局限于特定的计算任务。

这种思想的应用为计算机科学和计算机工程的发展奠定了基础，并成为当今计算机系统设计的基本原则之一随着计算机技术的不断演进，冯诺依曼体制也在不断发展和完善。

现代计算机的内部结构和功能远比早期的冯诺依曼计算机复杂，但冯诺依曼计算机的核心思想和基本原则仍然被广泛应用，成为计算机科学和工程领域中的基石。

冯诺依曼的主要设计思想

冯诺依曼的主要设计思想冯诺依曼是现代计算机科学的先驱之一，他的设计思想也影响了计算机的发展。

虽然他提出的设计思想早在1945年发表的文章《冯诺依曼的架构》（Von Neumann Architecture）中详细阐述，但是它的影响力超越了历史的长度。

令人惊叹的是，它的主要设计思想仍然是当今计算机架构的基础。

冯诺依曼提出了“计算机架构”，这是将整个计算机分解成一系列可替换的模块的过程，每个模块负责处理特定的功能。

因此，最重要的设计思想是分离指令（程序）和数据（输入和输出），以及实现计算机系统中硬件和软件之间的结构化连接。

这是一种抽象的思想，因为它将“计算机系统”看作一个可以自动执行任务的机器，而不是实际的硬件或者由复杂指令组成的程序。

另外，冯诺依曼还提出了一种“存储程序架构”，这是指将存储器分成若干部分，每一部分存储不同的资源，从而实现资源的更有效的使用，以及更灵活的程序构建。

冯诺依曼的设计思想也被用于发展多级事务处理系统（MMTS）。

MMTS是一种将数据存储在处理器之中，以便更加高效地处理多个事务的计算机系统。

它的设计思想就是基于冯诺依曼的设计思想，即将存储器分割成不同的部分，并将处理器设置在存储器中，以实现数据的更有效的存储和处理。

冯诺依曼的设计思想也被广泛应用于现代计算机的设计中。

例如，当前的计算机系统大多采用多处理器架构，这基本上就是基于冯诺依曼的设计思想。

多处理器架构实际上是把多个处理器和几个存储器模块组织在一起，使其能够更为有效地运行。

此外，当前计算机硬件设计中也采用了一些冯诺依曼的设计思想，例如地址总线和数据总线，以及其他类型的总线。

冯诺依曼的设计思想对当今计算机的发展产生了深远的影响，它被广泛应用于现代计算机系统和计算机硬件的设计中，使计算机更加可靠和高效。

因此，冯诺依曼设计思想仍然是当今计算机技术发展的基础和重要支柱。