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计算机体系结构 * 计算机体系结构 * 目录 定义 II. 历史演进 III.计算机系统的层次概念 IV.工作分配 * 计算机体系结构 * I.定义  普遍定义 计算机硬件 计算机系统 计算机组织结构 小结 * 计算机体系结构 * I.定义  a.普遍定义： 计算机体系结构包括计算机系统设计的三个方面： 计算机硬件 计算机组成 计算机指令系统 《Computer Architecture：A Quantitative Approach》 计算机系统设计 计算机硬件 （物理实现） 计算机组成 （电路实现） 计算机指令系统 （逻辑实现） * 计算机体系结构 * I.定义 b.计算机硬件  计算机硬件：计算机具体的实现技术，指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。计算机硬件的质量关系到计算机运行的效率，见图1. 型号 主频 工艺 价格 核心数 Intel i7-6700K 4GHz 14nm ￥2699 8 Intel 奔腾G3250 3.3GHz 22nm ￥360 2 图1、两代英特尔处理器的对比 * 计算机体系结构 * I.定义 c. 计算机组成 1.计算机组成的概念 a) 计算机组成：计算机系统中各个功能部件及其连接的设计,研究各组成部分的内部构造和相互联系，包括各功能部件的内部和相互作用。 计算机 软件 硬件 主机 外设 CPU 内存 输入 设备 输出 设备 外存 网络 设备 应用 软件 系统 软件 * 计算机体系结构 * 数据通路宽度 专用部件的设置 各种操作对部件的共享程度 功能部件的并行度 控制机构的组成方式 缓冲和排队技术 预估、预判技术 冗余和容错技术 I.定义 c. 计算机组成 2.计算机组成的设计 计算机 的 正常运行 * 计算机体系结构 * I.定义 d. 计算机指令系统 计算机指令系统 程序员可见的实际指令系统，是计算机系统硬件和软件的分界面,指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言。 图形 系统 控制 浮点 数据传输 算术逻辑运算 字符串 十进制 指令系统结构中的操作分类 * 计算机体系结构 * I.定义 d. 计算机指令系统 1.举例——操作数的存放 C=A+B 堆栈型： pushA pushB add popC 通用寄存器RM型 load R1，A load R1，B store R1，C 通用寄存器RR型load R1，A load R2，B add R3,R1,R2 store R3，C 累加器型 loadA addB storeC * 计算机体系结构 * b) 举例 计算：（A*B）-（C*D）-（E*F）+（G*H）-（I*J） 计算机 指令系统 堆栈型： pushA pushB add popC 通用寄存器RM型 load R1，A load R1，B store R1，C 通用寄存器RR型load R1，A load R2，B add R3,R1,R2 store R3，C 累加器型 loadA addB storeC I.定义 d. 计算机指令系统 1.举例——操作数的存放 * 计算机体系结构 * I.定义 e.小结   高效工作的 计算机 1.计算机硬件 主机 外设 程序指令 3.计算机 指令系统 2.计算机组织 * 计算机体系结构 * II. 计算机系统的层次概念 a. 多级层次的示意图 计算机系统 第一级 微程序 机器 第二级 机器语言 第三级 操作系统虚拟机 第四级 汇编语言虚拟机 第五级 高级语言虚拟机 第六级 应用语言虚拟机 * 计算