(48)--计算机系统结构、组成和实现.doc

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1、计算机系统结构、组成和实现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：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

2、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

3、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。