三 計算機體系結構

2022-06-05 15:45:11 字數 1813 閱讀 1182

計算機系統結構是計算機的機器語言程式設計師或編譯程式編寫者所看到的外特性。所謂外特性,就是計算機的概念性結構和功能特性,主要研究計算機系統的基本工作原理,以及在硬體、軟體介面劃分的權衡策略,建立完整的、系統的計算機軟硬體整體概念。

2023年,梅爾斯定義了組成計算機系統的若干層次,每一層都提供了一定的功能支援他上面的一層,並把不同層的介面定義為某種型別的體系結構,即指令體系結構。

2023年,拜爾給出了更加廣泛的定義:體系結構由結構,組織,實現,效能4個基本方面組成。其中:

結構:指計算機系統各種硬體的互連,是計算機的概念性結構和功能屬性。

組織:指各部件的動態聯絡與管理,是計算機體系結構的邏輯實現,包括機器內的資料流和控制流的組成以及邏輯設計等。

實現:指各模組設計的組裝完成,是計算機組織的物理實現。

效能:指計算機系統的行為表現。

按處理機的數量分類,分為單處理系統,並行處理與多處理系統和分布式處理系統。

(1)單處理系統:乙個處理單元。

(2)並行處理與多處理系統:兩個以上的處理機互連批次通訊協調。

(3)分布式處理系統:指物理上遠距離而松耦合的多計算機系統。如下圖:

按並行程度分類,有flynn分類法,馮澤雲分類法,handler分類法和kuck分類法。

(1)flynn分類法:按指令流和資料流的多少進行分類。指令流指機器執行的指令序列,資料流指由指令呼叫的資料序列。有如下分類:

①單指令流,單資料流(sisd):每個指令部件每次僅解碼一條指令,而且在執行時僅為操作部件提供乙份資料。

②單指令流,多資料流(simd):一種採用乙個控制器來控制多個處理器,同時對一組資料(又稱「資料向量」)中的每乙個分別執行相同的操作從而實現空間上的並行性的技術。

③多指令流,單資料流(misd):使用多個控制器來非同步地控制多個處理器,但是在執行時僅為操作部件提供乙份資料。

④多指令流,多資料流(mimd):是使用多個控制器來非同步地控制多個處理器,從而實現空間上的並行性的技術。

(2)馮澤雲分類法:按並行度進行分類,所謂並行度pm指計算機系統在單位時間內能夠處理的最大二進位制位數。

①字序列位序列(wsbs) :同時只對乙個字的一位進行處理

②字並行位序列(wpbs):同時對許多字的同一位(稱位片)進行處理

③字序列位並行(wsbp):同時對乙個字的全部位進行處理

④字並行位並行(wpbp):同時對許多字的全部或部分位進行處理

(3)handler分類法:在系統中三個層次上按並行程度及流水線處理程度分類

①pcu(處理控制器器或巨集流水) k級

②alu(算邏部件或指令流水) d級

③blc(位級電路或操作流水) w級

(4)kuck分類法:用指令流和執行流及其多重性來描述計算及系統控制結構的特徵

①單指令流單執行流(sise)

②單指令流多執行流(sime)

③多指令流單執行流(mise)

④多指令流多執行流(mime)

計算機體系結構

計算機體系結構 計算機體系機構指計算機中部件和部件之間的聯絡 一 馮 諾依曼體系 1 計算機處理的資料和指令用二進位制數表示 2 採用儲存程式方式,指令和資料儲存在同乙個儲存器中。3 指令由操作碼和位址組成。操作碼指明指令的操作型別,位址指明運算元和位址。4 以運算器為中心,i o裝置與儲存器間的資...

計算機體系結構

2.計算機體系結構 經典計算機體系結構概念的實質是計算機系統中軟硬體介面的確定,其介面之上的是軟體的功能,介面之下的是硬體和韌體的功能。廣義 現代 的計算機體系結的構概念,它除了包括經典的計算機體系結構的概念範疇 指令集結構 還包括計算機組成和計算機實現的內容。計算機體系結構是程式設計師所看到的計算...

計算機體系結構

首先表示下就剛剛九寨溝發生7級 成都震感強烈 1.記憶體與位址 乙個位址所對應的記憶體單元不能存很多東西,只能存乙個位元組,以前講過的int float等多位元組的資料型別儲存在記憶體中要占用連續的多個位址,這種情況下資料的位址是它所佔記憶體單元的起始位址。2.cpu 處理器是32位的,那麼乙個字就...