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
电信息亲覜划敬封 计算机类本科系列教材(国家级重点) 计算机系统结构 第三版 李学干编著 西安电子斛技大学出版壮 ht t ww. xduph eon
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
第1章计算机系统结构的基本概念 计算机组成设计考虑的主要方面 ·控制结构的组成方式 缓冲和排队技术 预估、预判技术 可靠性技术
第1章 计算机系统结构的基本概念 计算机组成设计考虑的主要方面 • 控制结构的组成方式 • 缓冲和排队技术 • 预估、预判技术 • 可靠性技术