計算機系統結構基本概念
1.1 層次結構及透明性
由硬體實現的層次稱為機器；在硬體基礎上由軟體實現的稱為虛擬機器。
層次結構如下：
硬體實現
微程式實現
傳統指令系統（機器語言）機器
作業系統機器。作業系統是執行在第２級上的解釋程式組合語言機器
高階語言機器
應用語言機器
從學科領域來劃分：第1和第2級屬於計算機組織與結構，第4至第6級是系統軟體，第7級是應用軟體。它們之間仍有交叉。第1級要求一定的數字邏輯基礎；第3級涉及組合語言程式設計的內容；第4級與計算機系統結構密切相關。在特殊的計算機系統中，有些級別可能不存在。
簡要說明計算機系統中的透明性
在計算機系統中，本來存在的事物或屬性，從某種角度看似不存在。根據使用者不同將計算機分為多個層次結構，低層對高層使用者透明，高層對低層使用者不透明。
1.2 系統結構
定義一：程式設計師所看到的計算機的屬性，即程式設計師編寫出的能在機器上正確執行的程式所必須了解到的概念性結構和功能特性。
定義二：計算機系統結構主要研究軟硬體功能分配和對軟硬體介面的確定。
計算機系統由軟體、硬體和韌體組成，它們在功能上是等同的；
同一種功能可以用硬體實現，也可以用軟體或韌體實現；
不同的組成只是效能和**不同；
1.3 系統結構、組成原理及實現間的關係
系統結構：指的計算機系統中對各級之間介面的定義及其上下的功能分配；
組成：指結構的邏輯實現，包括機器級內的資料流和控制流的組成以及邏輯設計等；
實現：指組成的物理實現，著眼於器件技術和微組裝技術。
指令系統(isa)的確定屬於系統結構。
取指、取運算元、運算傳送結果等具體操作及其排序方式屬於組成。
具體電路、器件的設計及裝配技術等屬於實現。
計算機系統結構、計算機組成和計算機實現是三個不同的概念，但隨著技術、器件和應用的發展，三者之間的界限越來越模糊.
1.4 軟硬體的特點
1.5 amdahl』s law 及其應用（計算題）
amdahl』s law：加快某部件執行速度所獲得的系統效能加速比，受限於該部件在系統中所佔的重要性比例。
如果只針對整個任務的一部分進行優化，那麼所獲得的加速比是有上限的。
例1：分析乙個web伺服器的效能。假定該伺服器，有50%的時間用於計算，另外50%的時間用於輸入輸出操作。採用新的處理器，web伺服器上的程式執行速度可以提公升10倍，系統整體獲得的加速比是多少？
解：系統獲得的效能加速比： 1/(0.5+0.5/10) = 1/0.55 = 1.818
採用更快的處理器，系統效能加速比不超過2
優化方向：減少輸入輸出操作所佔的時間
例2：假設執行乙個程式的總時間為1；程式的不可並行化部分佔40%，就是0.4；可並行化部分就是1-0.4 = 0.6；開始採用的是單處理器執行。
（1）處理器個數：2，加速比：1/(0.4+ 0.6/2）≈ 1.43
（2）處理器個數：5，加速比：1/(0.4+ 0.6/5）≈ 1.92
（3）加速比上限：1/0.4 = 2.5
結論：平行計算效能的提公升，受到了程式中必須序列執行部分的限制。
例3：假設將某一部件的處理速度加快到10倍，該部件的原處理時間僅為整個執行時間的40%，則採用加快措施後能使整個系統的效能提高多少？
系統獲得的加速比：1/(0.6+0.4/10) ≈ 1.56
其中，fe是系統可改進部分的佔比，se是改進部分提公升的加速比。
1.6 軟體相容性及實現方法
軟體相容性即軟體可移植性：在某一機器上執行的目標軟體能夠直接執行於另一機器上。三種實現方法：採用系列機方法; 模擬與**; 統一高階語言。
1.7 計算機系統設計過程
1.8 cpi、mips、程式執行時間的計算（計算題）
例題選講：
1.9 馮 · 諾依曼結構與現代計算機結構的異同
1.10 計算機更新換代的標準
計算機速度的提公升，以微處理器（或者cpu）的更新換代為標準.
1.11 flynn 分類法
計算機系統結構的分類，按照指令流和資料流的多倍性特徵對計算機系統進行分類。比如包括如下：
單指令流單資料流sisd
單指令流多資料流simd
多指令流單資料流misd
多指令流多資料流mims
主要缺點：
分類太粗。比如在simd中包括了多種處理機；對流水線處理機的劃分不明確，標量流水線為sisd，向量流水線為simd；
根本問題是把兩個不同等級的功能並列對待，通常，資料流受指令流控制，從而造成misd不存在。
計算機系統基本概念概述
1.計算機系統是由硬體和系統軟體組成的，它們共同工作來執行應用程式。3.大部分現代系統都使用asc2標準來表示文字字元，即用乙個唯一的單位元組大小的整數值來表示每個字元。4.乙個基本的思想 系統中所有的資訊 包括磁碟檔案 儲存器中的程式 儲存器中存放的使用者資料以及網路上傳送的資料，都是由一串位表示...
計算機系統結構 計算機 計算機系統的基本結構
乙個完整的計算機系統是由計算機硬體系統和計算機軟體系統兩部分組成。硬體是計算機的實體，又稱為硬裝置，是所有固定裝置的總稱。它是計算機實現其功能的物質基礎，其基本配置可分為 主機 鍵盤 顯示器 光碟機 硬碟 軟盤驅動器 印表機 滑鼠等。軟體是指揮計算機執行的程式集，按功能分系統軟體和應用軟體。1 由運...
計算機系統概念
資料的機器級表示與處理 數值資料的表示 定點數的編碼表示 整數的表示 無符號整數 帶符號整數 浮點數的表示 c語言程式的整數型別和浮點數型別 轉換的概念在資料表示中的反映 數值資料表示的三要素 進製記數制 定 浮點表示 如何使用二進位制編碼 進製記數制 十進位制 二進位制 十六進製制 八進位制以及互...