体系结构总结

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1、一:虚拟计算机指通过软件模拟的具冇完整硬件系统功能的，运行在一个完全隔离环境屮的完整计算机系统。媲拟计算机;从不同角度所看到计算机系统的属性是不同的。应用语言计算机系统由硕件和软件组成，按功能划分成多级层次，如图所示。第6级应用程序用户应用程序信息处理……系r■■—•■•・“计宜机解释程序編圉g序汇编岳吉运行程序高级窖er_&^a■計汇编程序羅盘命令系统原唐运行程序—机器措分机器措分中央中央操作系统弟8汲iHU/pfrk系统资源YTE笫2级5机甜皓吉:计聲机=机器程序硬联逻辑逻辑銭路内核Z■1―■-妙r再臣的牛

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4、门■I顒操作旳仔透明性：一种本来存在的事物或属性，但从某种角度看似乎不存在，这种现象称为透明性。通常，在一个计算机系统中，低层机器级的概念性结构和功能特性，对高级语言程序员来说是透明的。计算机系统结构：这实际上是指计算机系统的外特性。按照计算机层次结构，不同程序设计者所看到的计算机有不同的属性。使用高级语言的程序员所看到的计算机属性主要是软件子系统和固件子系统的屈性，包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等川户界面。计算机的组成；计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现，计算机实现是计算机组成的物理实现，计算机系统的分类：一、按处理机的性能分类：(1)按大小划

5、分；(1)按用途来划分；(2)按数据类型划分：定点计算机、浮点计算机、向量计算机、堆栈计算机等。(3)按处理机个数和种类来划分：单处理机、并行处理机、多处理机、分布处理机、关联处理机、超标量处理机、超流水线处理机等等。(4)按所使用的器件来划分；二、佛林分类法按照指令流和数据流的不同组织方式，把计算机系统分为以下四类：(1)单指令流单数据流SISD(2)单指令流多数据流SIMD(3)多指令流单数据流MISD(4)多指令流多数据流MIMD三、库克分类法1978年由D.J.Kuck首先提出。他按照控制流和执行流进行分类。把计算机系统分为以下四类：(1)单指令流单执行流SI

6、SE(2)单指令流多执行流SIME(3)多指令流单执行流MISE(4)多指令流多执行流MIME主要缺点：有些系统没有总控制器，如分布处理机；分类级别太低，没有处理机级和机器级；分类太粗。四、冯氏分类法五、汉德勒分类法(1)程序级k：程序控制部件(PCU)的个数；(2)操作级d：算术逻辑部件(ALU)或处理部件(PU)的个数；(3)逻辑级w：每个算术逻辑部件包含的逻辑线路(ELC)的套数。冯•诺依曼：一、特点：存储程序、运算器为核心、集中控制；冯•诺依曼计算机的特征可概括为:1・存储器是字长固定的、顺序线性编址的一维结构。2.存储器提供可按地址访问的一级地址空间，每个地

7、址是唯一定义的。3・由指令形式的低级机器语言驱动。4.指令是执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。5・以运算器为中心，输入输出设备与存储器之间的数据传送都途经运算器。运算器、存储器、输入输出设备的操作以及它们之间的联系都由控制器集中控制。二：指令系统是计算机系统中软件与硬件分界面的一个主要标志。无论多么复杂、功能多么强大的各种软件，凡是能够在机器上直接运行的目标程序都是由一条条机器指令组成的。指令系统是软件设计人员与硬件设计人员之间的一个主要分界面，也是他们之间互相沟通的一座桥梁。数据表示和数据结构都是数据类型的子集。数据表示：

8、数据表示研究的是计算机硬件能够直接识别，可以被指令系统直接调用的那些数据类型。数据结构：数据结构研究的是面向系统软件，面向应用领域所需要处理的各种数据类型,研究这些数据类型的逻辑结构和物理结构之间的关系，并给岀相应的算法。计算机只有定点数据表示，这种计算机的优点是硬件结构比较简单，但有3个明显的缺点:•编程困难。•数据存储单元的利用率很低。・表示数的范围小。・32768到327671、浮点数的表示方法一个浮点数N可以表示为:—mx在计算机系统中，一种浮点数据表示方式需要有如下6个参数来定义。两个数值：H1:尾数的值。除了数值大小之外，还要表示尾数所采用的码制（原码或补

9、码）和数制（小数或整数）。e：阶码的值。一般采用移码（又称偏码、增码、余码等）或补码，整数来表示。两个基：rm：尾数的基。通常有2进制、4进制、8进制、16进制和10进制等；re：阶码的基。在目前见到的所有浮点数据表示方式中，re均为2。两个字长（不包括符号位）：P：尾数长度。要特别注意：这里的p不是指尾数的二进制位数，当rm=16时，每4个二进制位表示一位尾数；q：阶码长度。由于阶码的基通常为2,因此，在一般情况下，q就是阶码部分的二进制位数。一种浮点数表示方式如图所示，这也是浮点数在数据存储单元中的存放方式。把尾数符号放在最高位的原因是为了判别正