【5分鍾系列】計算機系統結構的定義


1,計算機系統的層次結構

從語言角度來看,一台計算機是由軟硬件組合成的,按照功能划分,可以形成多層機器級組成的層次結構。

不同層次的語言,可以使用翻譯或解釋技術來實現。例如 C# 語言是應用語言,在編譯時會生成 IL 語言(高級語言),屬於翻譯(Translation 美 /trænzˈleɪʃn,trænsˈleɪʃn/ )。

在啟動程序時,IL 翻譯成匯編,由操作系統執行。

不斷將高一級的語言轉換為低一級的語言。

而解釋(Interpretation 美 /ɪnˌtɜːrprəˈteɪʃn/) 則是指低一層的機器級使用一串語句或指令來仿真高級機器級上的一條語句或指令的功能。

虛擬機器主要是指使用軟件層次實現的,不過操作系統有些命令是使用硬件實現的。

固件(Firmware 美 /ˈfɜːrmwer/)是指將軟件固化在集成電路器件上,具有軟件功能的硬件。

2,計算機系統結構

計算機系統結構也稱為計算機系統的體系結構,指的是傳統機器語言機器級的系統結構。他是軟硬件的交匯界面,是虛擬機器層次程序開發者看到的機器物理系統的抽象。

從計算機的層次結構來看,系統結構(System Architecture /ˈsɪstəm/ /ˈɑːrkɪtektʃər/ )是對計算機系統中各級界面的定義及其上下的功能分配。

所以,計算機系統結構要研究的是軟硬件之間的功能分配以及對傳統機器級界面的確定。

那么,計算機系統結構包含哪些需要研究的內容呢?

1)硬件能直接識別和處理的數據類型及格式等的數據表示;

2)最小可尋址單位、尋址種類、地址計算等的尋址方式;

3)通用/專用寄存器的設置、數量、字長、使用約定等的寄存器組織;

4)二進制或匯編指令的操作類型、格式、排序方式、控制機構等的指令系統;

5)主存的最小編址單位、編址方式、容量、最大可編址空間等的存儲系統組織;

6)中斷的分類和分級、中斷處理程序功能及入口地址等的中斷機構;

7)系統機器級的管態和用戶態的定義與切換;

8)輸出/輸出設備的連接、使用方式、流量、操作結束、出錯指示等的機器級I/O結構;

9)系統個部分的信息保護方式和保護機構等屬性;

資料參考:《計算機系統結構》李學干


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