1.2　主要内容提要

1. 冯·诺依曼计算机结构的主要特点

冯·诺依曼计算机结构的基本思想如下：①计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成。②指令和数据用二进制表示，两者形式上没有差别。③指令和数据存放在存储器中，按地址访问。④指令由操作码和地址码组成，操作码指定操作性质，地址码指定操作数地址。⑤采用“存储程序”方式进行工作。

2. 计算机硬件的基本组成和功能

运算器用来进行各种算术逻辑运算，控制器用来对指令译码并送出操作控制信号，存储器用来存放指令和数据，输入和输出设备用来实现计算机和用户之间的信息交换。

3. 计算机系统的层次结构

计算机系统分软件和硬件两部分，软件和硬件的界面是指令集体系结构（ISA）。计算机系统从高到低粗分为应用软件、系统软件和硬件3个层次；不同计算机用户工作在不同的层次，从高到低可分为应用程序级（最终用户）、高级语言虚拟机级（高级语言程序员或应用程序员）、汇编语言虚拟机级（汇编语言程序员）、操作系统虚拟机级（系统管理员）、机器语言级（机器语言程序员）。

4. 硬件和软件的相互关系

计算机硬件和软件两者相辅相成，缺一不可。两者都用来实现逻辑功能，同一功能可用硬件实现，也可用软件实现。

5. 程序开发和执行过程

首先用某种语言（高级语言或低级语言）编制源程序，然后用包括编译器和汇编器的语言处理程序将源程序翻译成机器语言目标程序。通过某种方式启动可执行目标程序，操作系统将指令和数据装入内存，然后从第一条指令开始执行。每条指令的执行过程包括取指令、指令译码、取操作数、运算、送结果。可执行目标代码由若干条指令和所处理的数据组成，CPU周而复始地执行一条条指令，直到程序所含指令全部执行完。

6. 数据的表示

计算机中的数据主要有数值数据与非数值数据两类。

数值数据指在数轴上有对应的点、能比较大小的数，在计算机中有二进制数和十进制数两种表示形式。二进制表示有无符号整数、带符号整数和浮点数三类。无符号整数也称无符号数，用来表示指针、地址等正整数；带符号整数一般用补码表示；浮点数用来表示实数，现代计算机中多采用IEEE 754标准。十进制表示的主要是整数，需要用二进制对其进行编码，因此也称为BCD（Binary Coded Decimal）码，最常用的BCD码是8421码。

非数值数据指在数轴上没有对应的点的数据，主要包括逻辑值、西文字符和汉字字符等。逻辑值只有两个状态取值，按位进行运算；西文字符多采用7位ASCII码表示；汉字字符有输入码、内码和字模码，汉字内码大多占2～4个字节。

7. 数据的宽度

通常以字节（Byte）为基本单位来表示数据，数据长度单位（如MB、GB、TB等）在表示数据容量和带宽等不同对象时所代表的大小不同。

8. 数据的排列

有大端和小端两种排列方式。大端方式以MSB所在地址为数据的地址，给定地址处存放的是数据最高有效字节；小端方式以LSB所在地址为数据的地址，给定地址处存放的是数据最低有效字节。