计算机的系统结构组成和实现

计算机的系统结构组成和实现

通常是指涉及机器语言或者汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性,更多说的是计算机的外特性,是硬件子系统的结构概念及其功能特性。计算机体系结构主要研究硬件和软件功能的划分,确定硬件和软件的界面,即哪些功能应划分给硬件子系统完成,哪些功能应划分到软件子系统中完成。

对于目前的通用型机器,计算机体系结构一般包括:

数据表示(计算机硬件能够直接识别和处理的数据类型及其表示、存储、读写方式);

寻址方式(最小寻址单位、支持的寻址方式、表示和地址计算等);

寄存器组织(指令中使用的寄存器数量和表示方法);

指令系统(计算机的字长,,指令系统的组成,指令类别、格式和功能);

存储系统(存储器寻址方式、主存容量、最大寻址空间等);

中断机构(中断的类型和处理流程);

机器工作状态(计算机的运行状态的定义和切换);

机器级的输入输出结构(输入输出设备和CPU之间数据传送的方式和控制);

信息保护(系统中对各类信息的保护,对各种运行异常或者出错的检测和处理方案等)。

计算机的组成

是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上,设计计算机各部件的具体组成,它们之间的连接关系,实现机器指令级的各种功能和特性。从这一点又可以说,计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。为了实现相同的计算机体系结构所要求的功能,完全可以有多种不同的计算机组成设计方案。

在计算机组成的领域内,需要重点解决的问题之一是合理的性能价格比,关键的技术措施在于处理好计算机内部的数据流和控制流,合理地匹配各功能部件的性能参数,也就是尽力避免因一个部件形成的"瓶颈"问题而影响计算机的整体性能。

计算机的物理实现

是计算机组成的物理实现。包括中央处理机、主存储器、输入输出接口和设备的物理结构,所选用的半导体器件的集成度和速度,器件、模块、插件、底板的划分,电源、冷却、装配等技术,生产工艺和系统调试等各种问题,一句话,就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机,也就是把满足设计和运行、价格等各项要求的计算机系统真正地制作并调试出来。

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