文档介绍：计算机系统结构
主讲:华中科技大学计算机学院林安
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计算机系统结构
教学计划
教材:
《计算机系统结构》(第二版)
郑纬民等
清华大学出版社
参考书:
《计算机系统结构
复习与考试指导》
郑纬民等
高等教育出版社
总学时:40
第1章:4
第2章:4
第3章:10
第4章:4
第5章:6
第6章:2
第7章:6
第8章:2
第9、10章:2
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计算机系统结构
第一章基本概念(P1)
本章介绍计算机系统结构的一些基本知识。包括定性知识和定量知识两大组内容。为了便于学习,本章各节重新编号,与教材编号不同。
定性知识:本课程经常使用的一些名词概念,以及对计算机的定性认识、分析方法。
定量知识:对计算机性能进行定量评价的几个重要公式。
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计算机系统结构
定性知识───几个基本概念
什么是计算机系统结构?(P4)
puter Architectrue
计算机系统结构(也叫“计算机体系结构”)课程:传授计算机整机(硬软件统一条件下)设计的重大技术知识。
Architectrue的英文原义是“建筑学”。
“计算机系统结构”作为事物名称:使用者必须了解的机器外部特性知识(广义定义)。在本课程中“使用者”目前特指最低级语言的程序员,“外部特性”特指整个硬件的外部特性(狭义定义)。
透明性概念:使用者可以不了解的知识。
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计算机系统结构
“计算机系统结构”狭义定义包含的内容(P4)
(硬件能够直接识别和处理的数据类型和格式等);
(包括最小寻址单位、寻址方式的种类、表示和地址计算等);
(包括各种寄存器的配置数目和功能定义);
(包括机器指令的操作类型和格式、指令间的排序方式和控制机构等);
(包括编址方式、存储容量、最大编址空间等);
(中断源的分类管理和中断服务功能设计);
(如管态、目态等)的定义和切换;
;
。
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计算机系统结构
第5级专用应用语言机器特定应用用户(使用特定应用语言)
(经应用程序翻译成高级语言)
第4级通用高级语言机器高级语言程序员(使用通用高级语言)
(经编译程序翻译成汇编语言)
第3级汇编语言机器汇编语言程序员(使用汇编语言)
(经汇编程序翻译成机器语言、操作系统原语)
第2级操作系统语言机器操作系统用户(使用操作系统原语)
(经原语解释子程序翻译成机器语言)
第1级传统机器语言机器传统机器程序员(使用二进制机器语言)
(由微程序解释成微指令序列)
第0级微指令语言机器微指令程序员(使用微指令语言)
(由硬件译码器解释成控制信号序列)
计算机系统的多级层次模型
计算机系统的多级层次模型(P3)
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计算机系统结构
其他重要名词概念(自学)
[计算机组成]计算机系统结构的逻辑实现。(P5)
[计算机实现]计算机组成的物理实现。(P5)
[计算机系统设计的3种主要方法]:“由下往上”、“由上往下”、“由中间开始”。(P14)
[系列机] (P23)
[兼容性] (P24)
[模拟] (P24)
[仿真] (P24)
[虚拟机] (P24)
[宿主机] (P24)
[并行性] 求解一个问题的若干操作在时间安排上的可重叠性。
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计算机系统结构
(Von Neumann)型机器的特点(P22)
,它由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5部分组成,并具有如下特点:
,以控制器为控制命令中枢;
,程序象数据一样可以修改;
,线性顺序编址;
;
;
;
,硬件功能不能改变。
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计算机系统结构
现代计算机系统的分类(Flynn分类法,P6)
按照指令流和数据流的多倍性状况把计算机分为:
(SISD---Single Instruction Stream Single Data Stream)
(SIMD---Single Instruction Stream Multiple Data Stream)
(