计算机组成原理-第一章(3)-计算机系统中的多级层次结构

计算机组成原理

此系列为王道计算机考研组成原理精细笔记


计算机组成原理-第一章(3)-计算机系统中的多级层次结构


计算机硬件的基本组成

  我们传统的机器只能识别机器语言,执行二进制指令,那CPU在执行这些二进制指令的时候还需要把这些二进制指令分为更细的一些小步骤来执行,那我们把这些更细分的小步骤称为微指令或者微操作,之前我们所讲的“取数”指令需要划分为9个微指令来依次执行才能完成取数这个操作,如下图我们可以把这个微程序机器看做是对上层这个传统机器(实际机器)的一个分解,也就是用微程序机器的微指令来解释每一条传统机器的每一条机器指令,这就是计算机最底部的两个层次结构,那由于传统的机器只能识别这种0101的二进制指令,这种二进制指令用来编程是很不方便的,所以在20世纪50年代出现了符号式的编程语言,也是汇编语言,对于汇编语言的程序员来说,它所看到的机器似乎是可以直接识别他所编写的汇编语言程序的,所以使用汇编语言的程序员所看到的机器我们将其称为虚拟机器,之所以叫虚拟是任何一台机器都不可能识别汇编语言,汇编语言编写的程序需要执行需要汇编程序将其翻译为等价的 机器语言指令才能执行。但这种语言编写是很不方便。

  随着计算机的发展,慢慢的出现了很多高级语言,和汇编语言程序员类似,使用高级语言编程的程序员认为看到的机器可以直接识别它编写的程序,但是任何一台机器都不可能识别高级语言,所以我们也将高级语言机器称为虚拟机器,实际上我们用高级语言写的程序需要通过高级语言程序翻译为汇编语言再通过汇编语言程序翻译为机器语言。
在这里插入图片描述
  我们所编写的这些程序难免会用到操作系统所提供的一些服务,比如说某些系统调用,所以说一般使用汇编语言编写的程序同样也需要请求操作系统的服务,通过系统调用的方式来请求,那系统调用又称为广义指令,所以我们将计算机系统的层次结构完善一下,在汇编语言机器的下方插入一个操作系统机器,操作系统和操作系统之上的部分就叫做软件部分,下面的称为硬件的部分。
在这里插入图片描述

三种级别语言

  • 机器语言、汇编语言、高级语言

  高级语言转换为机器能够懂得的语言有几条路径:

  (1)高级语言源程序通过编译程序翻译与之等价的汇编语言程序,汇编语言通过汇编程序的翻译后就得到机器语言程序

  (2)高级语言源程序也可以通过编译程序直接翻译为机器语言程序

  (3)高级语言还可通过一种叫解释程序的东西(解释器)把高级语言翻译为机器语言程序。如JavaScript和python

  编译程序和解释程序的区别:

  编译程序是一次性将所有高级语言源代码翻译成机器语言程序。解释程序是逐句翻译消耗时间长。
在这里插入图片描述

知识回顾

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

总结

下一节是计算机性能指标,期待大家和我交流,留言或者私信,一起学习,一起进步!

Guess you like

Origin blog.csdn.net/CltCj/article/details/121698850