计算机系统结构,组成和实现

2015/05/19 19:37
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计算机系统结构的定义:

计算机系统结构是其所处环境中最高层次的概念,是对计算机系统中各个机器之间界面的划分和定义,以及对各级界面上,下的功能进行分配。也称为体系结构。

计算机体系结构指的是计算机系统设计的观念和架构,描述计算机在实际中所做的设计的原则。

计算机体系结构是从程序员的角度所看到的系统的属性,是概念上的结构和功能上的行为。

例如:
这里写图片描述

功能特性指令系统及其执行模式:

数据表示:硬件直接识别和处理的数据类型
寻址技术:编址方式,寻址方式和定位方式
寄存器定义:寄存器的定义,数量和使用规则
指令系统:指令的操作类型,格式和排序等
存储系统:要求速度高,容量大,价格便宜
中断系统:中断类型,中断级别以及中断相应方式
输入输出系统:数据交换方式,交换过程控制
机器工作状态:定义和切换工作状态,如内核态,执行态,管理态和用户态

对计算机体系结构定义的理解:

从两个角度理解:
1:从应用程序设计者 – 外特性
2:从计算机系统设计者 – 内特性

计算机 系统结构作为一门学科,主要研究对软件和硬件功能的分配和对软件,硬件界面的划分。

计算机系统结构的外特性:
是计算机系统的概念性结构和功能特性。

在所有系统结构的特性中,指令系统的外特性是最关键的。

透明性:

本来存在的事务和属性,从某个角度上看不到,表示是透明的,反之,不透明。
例如:
在一个计算机系统中,底层机器的属性往往对高层机器的程序员是透明的。

详细举例:
在多级层次结构的计算机系统中,传统机器级的概念性结构和功能特性,对高级语言的程序员来说是透明的,而对汇编语言的程序员来说不是透明的。这说明高级语言的程序员不必知道机器的指令系统,中断机构等,这些本来存在的属性,对高级语言的程序员来说,好象是不存在的,所以说是透明的。

计算机系统的课程体系

这里写图片描述

计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现,包括机器级内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。

计算机组成设计的几个方面:
1:数据通路宽度
2:各种操作功能部件的共享程度
3:专用部件的设置
4:功能部件的并行性
5:缓冲和排队技术
6:控制机构的组成方式
7:预测技术
8:可靠性技术

计算机实现:
计算机组成的物理实现。

系统结构,组成和实现的关系:
1:具有相同系统结构的计算机可以采用不同的组成,一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现。
2:采用不同的系统结构会使可以采用的组成技术产生差异,计算机组成也会影响系统结构

计算机组成的设计,其上决定了计算机系统结构,其下又受限于所用的实现技术,他的发展促进了实现技术的发展,也促进了结构的发展。

计算机实现,特别是器件技术的发展是计算机系统结构和组成的基础,促进了组成和结构的发展。

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