计算机的基本组成

冯·诺依曼计算机的特点

计算机由五大部件组成
指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址寻访
指令和数据用二进制表示
指令由操作码和地址码组成
存储程序
以运算器为中心

冯·诺依曼计算机硬件框图

输入设备: 将信息转换成机和程序器能识别的形式
存储器: 存放数据和程序
运算器: 算术运算逻辑运算
输出设备： 将结果转换成人们熟悉的形式
控制器: 指挥程序运行

现代计算机硬件框图

系统复杂性管理的方法-2（3’Y）

层次化（Hierachy）：将被设计的系统划分为多个模块或子模块
模块化（Modularity）：有明确定义（well-defined）的功能和接口
规则性（regularity）：模块更容易被重用

计算机的工作步骤

上机前的准备
建立数学模型

确定计算方法

编制解题程序
程序 —— 运算的全部步骤
指令 —— 每一个步骤

例子如下:

计算 ax^2 + bx + c = (ax + b)x + c 
取x 至运算器中         取x 至运算器中
取x 至运算器中         乘以a 在运算器中
乘以a 在运算器中        加b 在运算器中
乘以ax^2在运算器中      乘以x 在运算器中
取b 至运算器中          加c 在运算器中
乘以x 在运算器中
加ax^2 在运算器中
加c 在运算器中

指令格式举例

操作码	地址码

取数 α                [α] ->ACC 
000001 0000001000
存数 β                [ACC]-> β 
加 γ                  [ACC]+[γ] ->ACC
乘 δ                  [ACC]×[δ] ->ACC
打印 σ                 [σ] ->打印机
停机