[体系结构学习笔记1-1] 计算机系统结构简介

[体系结构学习笔记1-1] 计算机系统结构简介

从不同角度所看到的计算机系统的属性是不同的。
不同的观察角度包括了:应用程序员、系统程序员、硬件设计人员

[1.1.1]计算机系统层次结构

所谓固件,是一种具有软件功能的硬件,例如将软件固化在只读存储器
这种大规模集成电路的硬件上就是一种固件

  • 语言实现的两种基本技术:
    • 翻译(Translation):先把N+1级程序全部转换成N级程序后,再去执行新产生的N级程序,在执行过程中N+1级程序不再被访问。
    • 解释(Interpretation):每当一条N+1级指令被译码后,就直接去执行一串等效的N级指令,然后再去取下一条N+1级的指令,依此重复进行。
    • 解释执行比编译后再执行所花的时间多,但占用的存储空间较少。

L0-L2级用解释的方法实现,L3-L5级则用翻译的方法实现

[1.1.2] 计算机系统结构的定义

  • 定义一:程序设计者所看到的计算机系统的属性, 即概念性结构和功能特性
  • 定义二:• 计算机系统结构也称为计算机系统的体系结构(Computer Architecture)
    • 传统机器级的系统结构
    • 软件和硬件/固件的交界面,是机器语言、汇编语言程序设计者,或编译程序设计者看到的机器物理系统的抽象

结论:计算机系统结构研究的是软、硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定

[1.1.4] 计算机系统的分类

  • 按处理机性能:巨型、大型、中型、小型、微型机
  • 佛林(Flynn)分类法:
    • 单指令流单数据流 SISD(Single Instruction Single Data stream)
    • 单指令流多数据流 SIMD(Single Instruction Multiple Data stream)
    • 多指令流单数据流 MISD(Multiple Instruction Single Data stream)
    • 多指令流多数据流 MIMS(Multiple Instruction Multiple Data stream)
  • 库克分类法:
    • 单指令流单执行流
    • 单指令流多执行流
    • 多指令流单执行流
    • 多指令流多执行流
  • 冯泽云分类法:用最大并行度对计算机系统进行分类
    • 字串位串WSBS (Word Serial and Bit Serial)
    • 字并位串WPBS (Word Parallel and Bit Serial)
    • 字串位并WSBP (Word Serial and Bit Parallel)
    • 字并位并WPBP (Word Parallel and Bit Parallel)

后记

下次再精简精简,感觉全是概念

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