计算机组成原理与汇编语言第一章绪论这些要领是由计算机技术的先驱者冯•诺依曼首先提出的，他在1945年提出了数字计算机的若干设计思想，被后人称为诺依曼体制，这是计算机发展史上的一个里程碑。采用诺依曼体制的计算机就被称为诺依曼机。几十年来计算机的体系结构发生了许多演变，但诺依曼体制的核心概念仍沿用至今，绝大多数实用的计算机仍属于诺依曼机。我们将诺依曼体制中那些至今仍广泛采用的要点归纳为：（1）采用二进制代码表示数据和指令。（2）采用存储程序工作方式，即事先编制程序，事先存储程序，自动连续的执行程序。（3）由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备等五大部件组成计算机硬件系统。1、1、1存储程序工作方式计算机的工作最终体现为执行程序。前面提到，计算机采用存储程序工作方式，这是诺依曼体制中最核心的思想。它有三点含义，体现了用计算机求解问题的过程。1、事先编制程序这个过程主要说明做什么，怎么做，原始数据，及何时从输入设备获得数据。几个主要概念：指令：要求计算机硬件在一步中执行的操作命令。指令序列：若干条指令的有序集合。是计算机最终执行的程序的形态。我们事先编好的程序最终变成：指令序列和有关的原始数据。2、事先存储程序这是按照诺依曼体制设计计算机，才采取这种事先存储程序的工作方式。“存储”顾名思义用到要存储器。我们编写程序时是用字符书写的，在计算机内经过翻译解释等步骤转化为计算机能够识别的二进制语言，我们输入的每一个字符对应一个固定的二进制编码。二进制代码中的每一位，不是0就是1，可以保存在存储器中。3、自动、连续的执行程序经过事先编制程序和事先存储程序，程序指令已经存储在存储器中，启动计算机运行后，计算机就可以以一定的顺序从存储器中读取指令并执行。这个过程是计算机在不须要人工干预的情况下自动完成的，这样计算机就可以高速的运行。诺依曼机的基本工作方式（控制流驱动方式）：事先编制程序→事先存储程序→自动、连续的执行程序几个重要概念：控制流驱动方式：按照指令的执行序列依次读取指令，根据指令所含的控制信息调用数据，进行运算处理。控制流：逐步发出的控制信息成为一种控制信息流。它是驱动计算机的工作因素。数据流：依次处理的数据信息成为一种数据信息流，它是被调用的对象，或者说是被驱动的部分。1、1、2信息的数字化表示刚才谈到，计算机中的信息分为两大类：控制信息和数据信息。控制信息流：随着程序的逐步执行，依次取出的指令代码序列，以及在此基础上产生的微命令等。它们是控制计算机工作的有关信息。数据信息流：依据指令的要求依次取出的数据，以及运算处理的结果等。它们是计算机加工处理的对象。这里控制信息流和数据信息流的概念与前面介绍的有何不同？？计算机的全名叫电子式数字计算机。“电子式”有两层含义：指计算机的主要部件是由电子电路构成，计算机内传送与处理的信息是电子信号。之所以称为数字计算机是因为计算机中的信息（控制流、数据流）都采用数字化表示方法。简单的讲它有两层含义：1、在计算机中的各种信息用数字代码表示下面通过一组例子来说明如何用数字代码表示各类信息，这是了解计算机工作原理的又一重要基础，希望大家熟练掌握，能够举一反三。例1-1用二进制数字代码表示数值的大小用一组数字代码表示一个数值型的数据，其中每一位数字只有两种，不是0就是1，逢2进位，所以叫做二进制。数的正负数符也用一位数字代码表示，称为符号位。如约定符号位为0表示数为正，符号位为1表示数为负。例如11001表示-9。例1-2用数字编码表示中、西文字符例如01000001表示A，01000010表示B，就像我们发电报时邮局将汉字编为一组数字电报码一样。以字符为基础可以表示范围广泛的各种文字，我们编写程序时所用的程序设计语言也是用字符组成的。例1-3用数字代码表示图像一幅图象可以细分为许多像点，用这些像点的组合逼近真实图象。相应的，用一位数字代码表示一个像点，例如用1表示一个亮点，用0表示一个暗点。下面再举几个例子，说明怎样用数字代码表示逻辑信息。例1-4用数字代码表示机器指令一条指令往往分为几个字段，如操作码字段、地址字段等，我们约定用不同的编码表示不同的指令含义。例如约定操作码的编码含义为：0000表示传送，0001表示想加，0010表示相减等等。例1-5用数字代码表示设备的状态计算机在控制打印机、显示器这些设备时，常常需要根据设备的工作状态来决定操作。可以将这些状态抽象化，然后用数字代码表示。例如用00表示设备现在空闲，用01表示设备忙，用10表示设备已经完成一次操作。2、用数字型电信号表示数字代码从物理实现这一层次看，数字代码需要用电信号去体现，这样才能用电子电路部件实现信息的传送和运算处理。电信号分为两类：模拟信号