计算机系统结构 COMPUTER ARCHITECTURE 东北师范大学计算机科学系 孙铁利主讲 2004年
计 算 机 系 统 结 构 COMPUTER ARCHITECTURE 东北师范大学计算机科学系 孙铁利 主讲 2004年
第1章计算机系统结构的基本概念 1.1计算机系统的多级层次结构 1.层次结构划分的角度使用语 2.层次结构划分的目的 3.多级层次结构的划分操作系统的位置 4.几个术语 解释翻译机器虚拟机器
第1章 计算机系统结构的基本概念 1.1 计算机系统的多级层次结构 1. 层次结构划分的角度 使用语言 2. 层次结构划分的目的 3. 多级层次结构的划分 操作系统的位置 4. 几个术语 解释 翻译 机器 虚拟机器
第1章计算机系统结构的基本概念 机器:能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构的 集合体 虚拟机器以软件为主实现的机器称为虚拟机器 翻译:先用转换程序将高一级机器上的程序全部变换成 低一级机器上可运行的等效程序然后再在低一级机 器上去实现的技术 解释:在低一级机器上用它的一串语句或指令来仿真高 一级机器级上的一条语句或指令的功能通过对高 级机器语言程序中的毎条语句或指令逐条解释来实 现的技术
第1章 计算机系统结构的基本概念 机器: 能存储和执行相应语言程序的算法和数据结构的 集合体 虚拟机器: 以软件为主实现的机器称为虚拟机器 翻译: 先用转换程序将高一级机器上的程序全部变换成 低一级机器上可运行的等效程序,然后再在低一级机 器上去实现的技术. 解释: 在低一级机器上用它的一串语句或指令来仿真高 一级机器级上的一条语句或指令的功能,通过对高一 级机器语言程序中的每条语句或指令逐条解释来实 现的技术
第1章计算机系统结构的基本概念 5.软件与硬件逻辑功能的等效性 软!件 配功 比能 例分 硬i件 目前的计算机系统 必需的硬件 程序不可编
第1章 计算机系统结构的基本概念 5. 软件与硬件逻辑功能的等效性 软 件 硬 件 功 能 分 配 比 例 必需的硬件 目前的计算机系统 程序不可编
第1章计算机系统结构的基本概念 5.多级层次结构划分的好处 有利于正确理解软件、硬件、固件在计算机 系统中的地位和作用 推动了计算机系统结构的发展
第1章 计算机系统结构的基本概念 5. 多级层次结构划分的好处 • 有利于正确理解软件、硬件、固件在计算机 系统中的地位和作用 • 推动了计算机系统结构的发展
第1章计算机系统结构的基本概念 1.2计算机系统结构、计算机组成与计算机实现 121定义与内涵 1计算机系统结构( Computer Architecture) 定义的提出: Amdahl,IBM,1964 定义是对计算机系统中各机器级之间的界面的划分和 定义以及对各级界面上、下的功能进行分配。 特定含义:层结构中传统机强级的系统结构,界面 透明性:本来存在的事物或属性,从某个角度看却好 象不存在一样,我们称之为透睚性 研究内容:软、硬件之间的功能分配以及对传统机器 级界面的确定
第1章 计算机系统结构的基本概念 1.2 计算机系统结构、计算机组成与计算机实现 1.2.1 定义与内涵 1.计算机系统结构(Computer Architecture) 定义的提出:Amdahl,IBM,1964 定义:是对计算机系统中各机器级之间的界面的划分和 定义,以及对各级界面上、下的功能进行分配。 特定含义:层次结构中传统机器级的系统结构,界面 之上为软件,界面之下为硬件/固件 透明性:本来存在的事物或属性,从某个角度看却好 象不存在一样,我们称之为透明性。 研究内容:软、硬件之间的功能分配以及对传统机器 级界面的确定
第1章计算机系统结构的基本概念 计算机系统结构的属性范围 数据表示 寻址方式 寄存器组织 指令系统 存储系统组织 中断结构 机器状态的定义和切换 ·I/O结构 信息保护
第1章 计算机系统结构的基本概念 计算机系统结构的属性范围 • 数据表示 • 寻址方式 • 寄存器组织 • 指令系统 • 存储系统组织 • 中断结构 • 机器状态的定义和切换 • I/O结构 • 信息保护
第1章计算机系统结构的基本概念 2计算机组成 Computer Organization) 定义:指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 着眼点机器级内各事件的排序方法与控制结构、 各部件的功能及个部件间的联系。 计算机组成设计考虑的主要方面 数据通路宽度 专用部件的设置 部件的共享程度 ·功能部件的并行度
第1章 计算机系统结构的基本概念 2.计算机组成(Computer Organization) 定义: 指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。 着眼点:机器级内各事件的排序方法与控制结构、 各部件的功能及个部件间的联系。 计算机组成设计考虑的主要方面 • 数据通路宽度 • 专用部件的设置 • 部件的共享程度 • 功能部件的并行度