1 计算机系统结构的基本知识

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计算机体系结构的基本概念

计算机体系结构的基本概念
计算机系统结构
长春理工大学计算机学院 高培成 gpc@ 2007.9
第一章 计算机体系结构的基本概念
1.1 引 言
1. 计算机性能的高速增长受益于:


电路技术的发展
体系结构技术的发展
2. 体系结构的重要性
3. 基于微处理器的系统
高培成
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第一章 计算机体系结构的基本概念
系统加速比 =
系统性能 改进后 系统性能 改进前
=
总执行时间 改进前 总执行时间 改进后
系统加速比依赖于两个因素:
可改进比例:可改进部分在原系统计算时间中所占的 比例,它总是小于等于1的。 例如: 一个需运行60秒的程序中有20秒的运算 可以加速,那么该比例就是20/60。
1.5 定量分析技术基础
1.2
计算机体系结构的概念
1.2.1 计算机系统中的层次概念
1. 计算机系统=软件+硬件/固件
2. 计算机语言由低级向高级发展
高一级语言的语句相对于低级语言功能更强, 更便于应用,但又都以低级语言为基础。 3. 从计算机语言的角度,把计算机系统按功能划分成 多级层次结构。
高培成
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第 6 级:应用语言虚拟机
高培成
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1.3 计算机体系结构的发展
4.根据当前的计算机应用市场的现状和价格特征, 通常把计算机分为服务器、桌面系统和嵌入式计
算三大领域。
高培成
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1.3 计算机体系结构的发展
5. 新型体系结构的设计 (1) 合理地增加计算机系统中硬件的功能比例, 这种体系结构对操作系统、高级语言甚至应 用软件提供更多更好的支持; (2) 通过多种途径提高计算机体系结构中的并行 性等级,使得凡是能并行计算和处理的问题 都能并行计算和处理,使这种体系结构和组

计算机基础知识点总结

计算机基础知识点总结

计算机基础知识点归纳1一、硬件知识1、计算机系统的组成包括硬件系统和软件系统硬件系统分为三种典型结构:(1)单总线结构(2)、双总线结构(3)、采用通道的大型系统结构中央处理器CPU包含运算器和控制器。

2、指令系统指令由操作码和地址码组成。

3、存储系统分为主存—辅存层次和主存—Cache层次Cache作为主存局部区域的副本,用来存放当前最活跃的程序和数据。

计算机中数据的表示Cache的基本结构:Cache由存储体、地址映像和替换机构组成。

4、通道是一种通过执行通道程序管理I/O操作的控制器,它使CPU与I/O 操作达到更高的并行度。

5、总线从功能上看,系统总线分为地址总线(AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)。

6、磁盘容量记计算非格式化容量=面数x(磁道数/面)x内圆周长x最大位密度格式化容量=面数x(磁道数/面)x(扇区数/道)x(字节数/扇区)7、数据的表示方法原码和反码[+0]原=000...00 [—0]原=100......00 [+0]反=000...00 [—0]反=111 (11)正数的原码=正数的补码=正数的反码负数的反码:符号位不变,其余位变反。

二、操作系统操作系统定义:用以控制和管理系统资源,方便用户使用计算机的程序的集合。

功能:是计算机系统的资源管理者。

特性:并行性、共享性分类:多道批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统、网络操作系统。

进程:是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动。

进程分为三种状态:运行状态(Running)、就绪状态(Ready)、等待状态(Blocked)。

虚拟存储器:是指一种实际上并不以物理形式存在的虚假的存储器。

页架:把主存划分成相同大小的存储块。

页:把用户的逻辑地址空间(虚拟地址空间)划分成若干个与页架大小相同的部分,每部分称为页。

页面置换算法有:1、最佳置换算法OPT2、先进先出置换算法FIFO3、最近最少使用置换算法LRU4、最近未使用置换算法NUR使独占型设备成为共享设备,从而提高设备利用率和系统的效率。

第一章计算机基础知识

第一章计算机基础知识

(2)应用软件 在计算机软硬件基础上为某一专门应用目的而设计开发的软件称为应 用软件.应用软件大致可以分为三大类:通用应用软件,用于专门行业的应 用软件和定制软件. 1.2.4 微型计算机系统的硬件组成 1.CPU(Central Processing Unit) CPU即中央处理单元,又称微处 CPU即中央处理单元,又称微处 理器.是一块集成了运 算器和控制器的半导体芯片,是整个计算机系统的 "大脑". 大脑" 2.系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 .系统主板(Main board)系统主板又称为母板是微型计算机中最大的一块集 成电路板.
1.2 计算机系统的基本组成及工作原理
1.2.1 计算机系统的组成 一个完整的计算机系统有硬件系统和软件系统两部分组成.
运算器 CPU 控制器 主 机 内存(主存) 硬件系统 计 算 机 系 统 输入设备:键盘,鼠标,扫描仪 输出设备:显示器,打印机,绘图仪
系统软件:操作体统,语言处理程序
软件系统
CMOS ISA 插槽 主板电池 控制芯片 PCI 插槽 串 行/并 口 插 槽 Socket7 插槽 键盘插座 CACHE 内存插槽
3.内存储器 (1)随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM) )随机存取存储器(Random Memory,简称RAM)
(2)只读存储器(Read Only Memory,简称ROM) )只读存储器(Read Memory,简称ROM) 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. 只读存储器简称ROM.CPU从它们中读取信息,而不能写入信息. (3)高速缓冲存储器(Cache) )高速缓冲存储器(Cache)

知识点一计算机的基本概念及系统组成

知识点一计算机的基本概念及系统组成
种,显存位宽越高,性能越好; ⑤ 显卡的品牌选择:目前市场上知名的品牌有:Colorful(七
彩虹)、GALAXY(影驰)、 ASUS(华硕)、UNIKA(双敏) 。
(6)显示器
显示器是属于电脑的I/O设备,即输入输出设备。
液晶显示器的性能指标有:
① 可视面积:液晶显示器所标示的尺寸就是实际可以使用的屏 幕范围一致。
星、LG、AOC、飞利浦等。
(7)光驱
光驱,是计算机用来读写光碟内容的设备。目前, 光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、 康宝(COMBO)和刻录机等,如图所示。
光驱的性能指标有:
① 数据传输率:指光驱在1秒时间内所能读取的 数据量,用k字节/秒(kbps)表示。该数据量 越大,则光驱的数据传输率就越高。双速、 四速、八速光驱的数据传输率分别为300kbps 、600kbps和1.2Mbps.
⑤ 支持最高的内存容量和频率:支持的内存容量和频率越 高,电脑性能越好。
选购主板时注意:
① 对CPU的支持,主板和CPU是否配套;
② 对内存、显卡、硬盘的支持,要求兼容性和稳定性好;
③ 扩展性能与外围接口,考虑电脑的日常使用,主板除了有 AGP插槽和DIMM插槽外,主板上还有PCI,AMR,CNR,ISA等 扩展槽;
② 内存容量的大小; ③ 内存的工作频率; ④ 仔细辨别内存的真伪; ⑤ 内存做工的精细程度。
(4)硬盘
硬盘是计算机中最重要的外存储器,它用来存放 大量数据,如图所示。
硬盘的性能指标有:
① 容量:一张盘片具有正、反两个存储面,两个存储面的存储 容量之和就是硬盘的单碟容量;
② 转速:是硬盘内电机主轴的旋转速度,也就是硬盘盘片在一 分钟内所能完成的最大转数。硬盘转速以每分钟多少转来表 示,单位表示为RPM,RPM是Revolutions Per minute的缩写 ,是转/每分钟;

计算机的基本组成

计算机的基本组成

计算机的基本组成计算机是一种电子设备,它的功能包括存储、处理和传输信息。

为了更好地理解和使用计算机,我们需要了解它的基本组成。

1、硬件系统计算机的硬件系统是它的物理部分,包括中央处理器(CPU)、存储器(内存和硬盘)、输入/输出设备(键盘、鼠标、显示器、打印机等)和总线(用于连接各个部件)。

中央处理器是计算机的“大脑”,负责执行程序中的指令并处理数据。

存储器分为内存和硬盘。

内存包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。

RAM用于存储运行中的程序和数据,ROM用于存储固件和操作系统。

硬盘是用于长期存储数据的外部存储器。

输入/输出设备允许用户与计算机交互。

键盘和鼠标是最常见的输入设备,而显示器和打印机是最常见的输出设备。

总线是用于连接各个部件的通信通道。

2、软件系统计算机的软件系统是它的程序部分,包括系统软件和应用软件。

系统软件包括操作系统、编译器和数据库管理系统等,它们为应用程序提供了一个运行环境。

应用软件是为特定任务设计的程序,例如办公软件、图像处理软件和游戏等。

3、网络系统现代计算机通常通过互联网与其他计算机连接,形成一个网络。

网络系统包括硬件(如路由器和调制解调器)和软件(如浏览器和电子邮件客户端),这些部件可以帮助用户连接到其他计算机并共享资源。

计算机的基本组成包括硬件系统、软件系统和网络系统。

这些组件协同工作,使计算机成为一种强大的信息处理工具,可以满足我们的工作、学习和娱乐需求。

计算机系统的基本组成计算机系统是一种复杂的电子系统,它由多个不同的部分组成,这些部分协同工作,使计算机能够执行各种任务。

以下是计算机系统的基本组成:1、硬件系统硬件系统是计算机系统的物理组成部分,包括中央处理器(CPU),内存,硬盘,显卡,声卡,网卡,电源,主板,显示器,键盘,鼠标等。

这些硬件组件通过各种接口和线路连接在一起,形成一个完整的计算机系统。

中央处理器(CPU)是计算机系统的核心,它负责执行程序中的指令,处理数据和执行计算。

《计算机系统》知识点资料整理总结

《计算机系统》知识点资料整理总结

《计算机系统》知识点资料整理总结一、计算机系统由“硬件”和“软件"两大部分组成。

二、"硬件”,是指计算机的实体部分,它由看得见摸得着的各种电子元器件,各类光、电、机设备的实物组成,如主机、外部设备等。

三、“软件”它看不见摸不着,由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。

通常把这些程序寄寓于各类媒体(如RAM、ROM、磁带、磁盘、光盘,甚至纸带等),它们通常存放在计算机的主存或辅存内。

计算机的软件通常又可以分为两大类:系统软件和应用软件。

系统软件又称为系统程序,主要用来管理整个计算机系统,监视服务,使系统资源得到合理调度,高效运行应用软件又称为应用程序,它是用户根据任务需要所编制的各种程序如科学计算程序数据处理程序过程控制程序、事务管理程序等。

四、冯.诺依曼计算机的特点,它的特点可归结如下:五、●计算机由运算器、存储器、控制器、输人设备和输出设备五大部件组成。

六、●指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访。

七、●指令和数据均用二进制数表示。

八、●指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置。

九、●指令在存储器内按顺序存放。

通常.指令是顺序执行的在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。

●机器以运算器为中心,输人输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。

1.1、如何理解计算机组成和计算机体系结构?答:计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。

指令系统体现了机器的属性,这是属于计算机结构的问题。

但指令的实现,即如何取指令、分析指令、取操作数、运算、送结果等,这些都属于计算机组成问题。

计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,即概念性的结构与功能特性。

计算机系统的属性通常是指用机器语言编程的程序员(也包括汇编语言程序设计者和汇编程序设计者)所看到的传统机器的属性,包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等,大都属于抽象的属性。

计算机结构听课笔记

计算机结构听课笔记

计算机结构听课笔记一、引言计算机结构是计算机专业中的一门基础课程,它主要研究计算机系统的组成、工作原理以及硬件和软件之间的相互关系。

掌握计算机结构的知识对于理解和设计计算机系统具有重要意义。

二、计算机结构的基本概念1.计算机系统的组成计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。

硬件系统包括中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备等;软件系统包括操作系统、应用软件等。

2.计算机工作的基本原理计算机工作原理可以概括为“存储程序”和“顺序执行”。

存储程序是指将编写的程序指令及数据存储在存储器中,顺序执行是指按照程序规定的顺序逐条执行指令。

3.计算机体系结构的发展历程从最早的单片机到现在的多核处理器,计算机体系结构不断发展,主要经历了四个阶段:单处理器结构、流水线结构、多处理器结构和并行处理器结构。

三、计算机硬件系统结构1.中央处理器(CPU)中央处理器是计算机系统的核心,负责执行程序指令。

其主要功能包括取指令、指令译码、数据读取/写入、运算等。

2.存储器存储器用于存储程序指令和数据。

主要包括主存储器和辅助存储器。

主存储器又称随机存储器(RAM),辅助存储器包括硬盘、光盘、U盘等。

3.输入/输出设备输入设备用于将外部信息输入计算机,如键盘、鼠标等;输出设备用于将计算机处理后的结果输出,如显示器、打印机等。

四、计算机指令系统1.指令的分类指令可分为数据操作指令、程序控制指令、存储器指令、输入/输出指令等。

2.指令的执行过程指令的执行过程包括取指令、指令译码、数据读取/写入、运算等步骤。

3.指令集体系结构(ISA)指令集体系结构是计算机硬件与软件之间的接口规范,它定义了计算机支持的指令种类、数据类型、寄存器结构等。

五、计算机性能评价1.性能指标计算机性能评价的指标包括运算速度、吞吐量、响应时间等。

2.性能评价方法性能评价方法主要有基准测试、事务处理性能委员会(TPC)等。

3.提高计算机性能的途径提高计算机性能的途径包括:提高处理器主频、增加处理器核心数、优化指令集、改进存储器性能等。

第一章 计算机基础知识

第一章  计算机基础知识

第一章计算机基础知识主要内容●计算机发展简介●计算机的特点与应用领域●计算机系统的组成●计算机中信息的表示●数制间的转换●计算机病毒知识要点一、计算机发展简介计算机(Computer):俗称电脑,世界上第一台计算机ENIAC诞生于1946年在美国的宾夕法尼亚大学。

计算机从诞生到现在,根据构成计算机的主要电子元件的不同,可以划分为四个发展阶段。

第一代:主要电子元件为电子管,运算速度以毫秒(ms)为单位;第二代:主要电子元件为晶体管,运算速度以微秒(μs)为单位;第三代:主要电子元件为集成电路,运算速度以纳秒(ns)为单位;第四代:主要电子元件为大规模和超大规模集成电路,运算速度以(ps)为单位。

1956年约翰·麦卡锡提出了人工智能的的概念。

说明:计算机发展趋势向着微型化、巨型化、网络化和智能化四个方向发展。

图灵被称为计算机科学之父、人工智能之父。

二、计算机的特点与应用领域1.计算机的特点运算速度快;计算精度高;存储容量大;具有记忆和逻辑判断能力;自动化程度高。

2.计算机的应用领域(1)数值计算(科学计算):用计算机来处理科学研究和工程技术中的问题;(2)信息处理(数据处理):办公自动化、企事业计算机辅助管理与决策、情报检索、图书管理、电影电视动画设计、会计电算化等都属于数据处理,计算机应用中有80%以上都属于数据处理。

(3)计算机辅助技术:CAI(计算机辅助教学)、CAD(计算机辅助设计)、CAM(计算机辅助制造)。

(4)过程控制(实时控制):主要应用于现代化的工业生产中。

(5)人工智能:如机器人、指纹识别、语音识别等。

三、数制间的转换1.二、八、十六进制数转换为十进制数将二、八、十六进制数转换为十进制数采用的“按权展开式”的方法进行计算。

2.十进制数转换为二、八、十六进制数(1)整数部分的转换方法:除基取余倒排法。

(2)小数部分的转换方法:乘基取整顺排法。

3.二进制数转换为八、十六进制数将二进制数从小数点位置划开,向左和向右分别以三位或四位为一个组,然后将每个组表示成八进制数或十六进制数即可。

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L4:汇编语言虚拟机 一级语言来说功能更强,更 便于应用,但又都以低级语 L3:操作系统虚拟机 言为基础。
软件
L2:机器语言(传统机器级) 硬/固件 L1:微程序机器级
1.1.1 计算机系统结构的含义
L6:应用语言虚拟机
本级的机器语言是指 微指令集。微程序一般是 直接由硬件解释实现的, 因此工作于该级的程序员 实际上是计算机系统的设 计人员。
1.1.1 计算机系统结构的含义
4、计算机系统结构、计算机组成及计算机实现 三者的关系
计算机系统结构是计算机系统中软硬件之间的界面; 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现; 计算机实现是计算机组成的物理实现。 计算机系统结构、组成与实现各自包含不同的内容,
但又有紧密的关系:
一种体系结构可以有多种组成; 一种组成可以有多种物理实现。
L2:机器语言(传统机器级) L1:微程序机器级
1.1.1 计算机系统结构的含义
L6:应用语言虚拟机 L5:高级语言虚拟机 L4:汇编语言虚拟机 L3:操作系统虚拟机 软件 硬/固件
这一级的机器语言是 各种高级语言。用这些 语言所编写的程序一般 是由称为编译程序的翻 译程序翻译到第4级或第 3级上,个别的高级语言 也用解释的方法实现, 如绝大多数BASIC语言系 统。
多指令流多数据流MIMD
多机系统:多个处理器系统或多计算机系统,每个处
理机可以独立执行指令和处理数据。
1.1.2 计算机系统结构的分类
2、按“并行级”和“流水线”分类
(1)1977,德国Erlangen大学Händler教授提出,把计 算机硬件结构分成三个层次,并分别考虑它们的可并 行程度和流水线处理程度进行分类。这三个层次为:
计算机系统结构的科学定义:机器语言程序员或编译
程序编写者所看到的计算机的基本属性,即概念性结 构和功能特性。
由机器语言程序员或编译程序编写者所看到的计算机
的基本属性是指传统机器级的系统结构,在传统机器 级之上的功能被视为软件功能,而在其下的则属于硬 件和固件的功能。
计算机系统结构结构的实质:计算机系统中软硬件之

1.2 计算机系统设计准则


1.3 计算机系统结构的发展

1.1 计算机系统结构的含义和分类
计算机技术飞速发展的原因
计算机器件的制造技术的发展 计算机系统结构的创新和改进
计算机系统性能提高的历程
在计算机开始发展的25年中,两种因素都起着主要作用,使
得计算机的性能每年提高约25%。
计算机系统结构
张长明
hdjsjxtjg@ ncepubd
教材和参考教材

教材
计算机系统结构(第2版),陆鑫达,高等教育出版社

参考教材
计算机系统结构,郑纬民等,清华大学出版社 计算机系统结构教程,张晨曦等,清华大学出版社
课堂要求及考核方法

课堂要求

认真听讲,对课堂上讲解的题要理解并会做。 及时完成作业。 按时出勤,无故缺勤视为旷课,累计旷课超过课程 学时三分之一,取消考试资格,成绩以0分计。 平时成绩30%,其中作业15%,出勤15%。 期末成绩70%,闭卷考试。
各部件的功能及各部件间的联系等。
关心的主要问题:如何合理地实现分配给硬件的功能
和性能指标。
1.1.1 计算机系统结构的含义
3、计算机系统的实现(计算机实现)
计算机实现:指计算机组成的物理实现。 包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度
和速度,模块、插件、底板的划分与连接,信号传输, 电源、冷却及整机装配技术等。
着眼于:器件技术(起主导作用)、微组装技术。
1.1.1 计算机系统结构的含义
概念举例
确定指令系统中是否有乘法指令属于计算机系统 结构的内容; 乘法指令是用乘法器实现还是用加法器经多步操 作来实现属于计算机组成; 乘法器、加法器的物理实现,如器件的选定及所 用的微组装技术等属于计算机实现。
L2:机器语言(传统机器级) L1:微程序机器级
1.1.1 计算机系统结构的含义
L6:应用语言虚拟机 L5:高级语言虚拟机 L4:汇编语言虚拟机 L3:操作系统虚拟机 软件 硬/固件
这一级是为满足某种 特殊用途而专门设计的, 因此这一级的语言就是 各种面向问题的应用语 言。例如可以设计专门 用于人工智能、教育、 行政管理、计算机设计 等方面的虚拟机。
1、计算机系统的外特性(计算机系统结构)
计算机系统结构 -- Computer Architecture
1.建筑学、建筑风格;体系结构、总 体、层次结构。
2.从建筑学角度看,该词可以认为是 指一个系统的外貌。
3.计算机作为一个包括硬件/固件和 软件的系统,也有其外观,即外特性。
1964年Amdahl提出计算机系统结构的定义:程序员所看
间的界面,界面之上是软件实现的功能,界面之下是 硬件和固件实现的功能。
1.1.1 计算机系统结构的含义
1、计算机系统的外特性(计算机系统结构)
几个重要概念
(1)计算机系统按功能可划分成多级层次结构
每层以一种语言为特征;
L6:应用语言虚拟机
语言从低级向高级发展; L5:高级语言虚拟机 高一级语言的语句相对于低
L2:机器语言(传统机器级) L1:微程序机器级
1.1.1 计算机系统结构的含义
1、计算机系统的外特性(计算机系统结构)
几个重要概念
(1)计算机系统按功能可划分成多级层次结构
虚拟机:由软件实现的机器,以区别于由硬件/固件实现的
物理机器。
翻译:先把N+1级程序全部变换成N级程序后,再去执行新
20世纪70年代末到80年代初,大规模集成电路和微处理器
的出现使计算机性能的年增长率提高到约35%,主要归功于 以集成电路为代表的制造技术的发展。
1.1 计算机系统结构的含义和分类
计算机系统性能提高的历程
20世纪80年代初RISC结构的出现使得计算机系统结构发生
重大变革,从80年代中期开始,计算机性能增长达到了每年 50%以上。
1.1.1 计算机系统结构的含义
2、计算机系统的内特性(计算机组成)
内特性,也称为计算机组成:对由电路、逻辑门或寄
存器传递级等硬件及固件实现计算机外特性方法的抽 象,它是计算机系统结构的逻辑实现。
涉及的内容:包括数据流、控制流的组成,CPU内部
和主存等部件的逻辑设计等。
着重于:物理机器级内各事件的排序方式与控制结构、
具有相同功能的计算机系统,其软/硬件间的功能分配可随
各种影响因素在很宽的范围内变化。
主要因素有性能和成本、对存储器容量的需求量、可扩展性
和可更改性等。
硬件在功能实现中的比例趋向增大。
1.1.1 计算机系统结构的含义
1、计算机系统的外特性(计算机系统结构)
计算机系统结构的外特性包含的内容
1.1.1 计算机系统结构的含义
L6:应用语言虚拟机 L5:高级语言虚拟机 L4:汇编语言虚拟机 L3:操作系统虚拟机 软件 硬/固件
本级的机器语言是 汇编语言。用汇编语言 编写的程序,首先翻译 成第3级和第2级语言, 然后再由相应的机器执 行。通常的第1、2和3级 是用解释方法实现的, 而第4级或更高级则经常 是用翻译方法实现。
产生的N级程序,在执行过程中N+1级程序不再被访问。
解释:每当一条N+1级指令被译码后,条N+1级的指令,依此重 复进行。
1.1.1 计算机系统结构的含义
1、计算机系统的外特性(计算机系统结构)
几个重要概念
(2)软硬件功能的逻辑等价
虽然软件和硬件在实质上是完全不同的,但它们的功能在逻

考核方法

本章主要内容

1.1 计算机系统结构的含义和分类

1.1.1 计算机系统结构含义 1.1.2 计算机系统结构分类 1.2.1 计算机系统设计的定量原理 1.2.2 计算机系统设计者的主要任务 1.3.1 计算机系统结构的演变 1.3.2 软件、应用需求和器件对系统结构发展的影响
辑上是等价的,即绝大部分硬件功能可用软件来实现,反之 亦然。
两者在实现时将在性价比上及实现难易程度上反映出不等价。
性能 硬件实现 软件实现 优 劣
占用存储 少 多
成本 高 低
灵活性 差 强
1.1.1 计算机系统结构的含义
1、计算机系统的外特性(计算机系统结构)
几个重要概念
(3)软/硬件交界面是模糊的,没有明确的固定界限
程序控制部件PCU 算术逻辑部件ALU或处理部件PE; 基本逻辑电路ELC:1Bit逻辑运算电路
CU
CS
DS
PU
MU
单指令流多数据流SIMD
典型SIMD机器:阵列处理机 在同一控制部件控制下,多个处理部件同时执行同一条
指令所规定的操作,分别对各自的数据进行处理。
多指令流单数据流MISD
多个处理器,对同一数据流进行处理
MISD只是一种人为的划分,什么样的实际机器属于此类
存在争议。
1.1.1 计算机系统结构的含义
5、计算机系统的微系统结构—微外特性
由微程序编写者所看到的计算机的外部特性--逻辑结
构和功能;
是硬件和固件之间的界面。
1.1.2 计算机系统结构的分类
1、Flynn分类法—按“流”分类
(1)指令流:机器执行的指令序列。 (2)数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据 和中间结果。 (3)多倍性:在系统最受限制的元件上同时处于同一执 行阶段的指令或数据的最大可能个数。 (4)按照指令流和数据流的不同组织方式,分为四类:
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