计算机体系结构是描述计算机系统的概念性结构与功能特性的学科,它涉及硬件和软件的接口、指令集、数据结构、存储方式等多个方面。以下是一个简要的计算机体系结构概述:
计算机体系结构的定义
计算机体系结构是程序员所看到的计算机属性,包括概念性结构与功能特性。
它定义了计算机系统的层次结构,从微程序机器级到高级语言虚拟机。
计算机系统的层次结构
L1: 微程序机器级
L2: 机器语言
L3: 操作系统虚拟机
L4: 汇编语言虚拟机
L5: 高级语言虚拟机
L6: 应用语言虚拟机
计算机组成与实现
计算机系统结构关注软硬件的界面,即机器语言程序员看到的传统机器级属性。
计算机组成关注计算机系统中的物理元件。
计算机实现关注计算机系统的具体实现方式。
计算机体系结构的分类
根据指令流和数据流的多倍性,计算机体系结构可以分为以下几类:
单指令流单数据流(SISD)
单指令流多数据流(SIMD)
多指令流单数据流(MISD)
多指令流多数据流(MIMD)
提升计算机系统性能的方法
定量原理:加快经常性事件。
Amdahl定律:计算机系统设计与评判时的一个重要工具,用于评估系统性能的提升。
计算机体系结构的功能属性
包括计算机系统的功能特性,如指令集、数据结构、存储方式等。
计算机体系结构在现代计算机系统中的应用
现代计算机系统采用多种体系结构,如精简指令集计算机(RISC)和复杂指令集计算机(CISC)等,以适应不同的应用需求。
通过以上内容,可以全面了解计算机体系结构的基本概念、层次结构、分类及其在现代计算机系统中的应用。希望这些信息对你有所帮助。