第一章计算机系统结构概论-ppt课件

1、第一章 计算机系统构造概论目录n计算机系统的多级层次构造 n计算机系统构造、组成与实现 n计算机系统的软硬取舍、性能评测及定量设计原理 n软件、运用、器件对系统构造的影响 n系统构造中的并行性开展和计算机系统的分类 什么是计算机？n计算机是一种不需求人的直观干涉而能自动完成各种算术和逻辑运算的工具。 n阐明：n随着技术的开展，概念有所变化。nPDA、机顶盒、商务通、MP3，智能手机等n计算机是工具。Tools计算机的功能n科学计算n数据处置信息处置n过程控制n人工智能计算机的主要特性n快速性n通用性：义务-算术逻辑操作-指令n准确性：数字化n逻辑性1 计算机系统的多级层次构造 n机器：能存储和

2、执行相应言语程序的算法和数据构造的执行体。n计算机言语：是用以描画控制流程的、有一定规那么的字符集合。n言语不是专属软件范畴，可以分属于计算机系统的各个层次，具有不同作用。计算机的层次观念构造观念计算机系统外围设备计算机通讯线路中央处置器主存储器I/O系统互连控制器算逻单元存放器控制器顺序逻辑控制器的存放器和译码器控制存储器计算机系统的层次特性是研讨计算机体系构造的根底从察看者看到的虚拟计算机广义言语编译解释器作用对象虚拟计算机控制信息形状信息察看者计算机系统的多级层次构造n多级层次构造：是从运用言语的角度，基于程序员与计算机系统对话中所采用的言语构造和语义划分。n机器-言语n现代计算机系统的

3、层次构造分为六级。微程序机器M0具有L0机器言语微指令系统第0级实践机器微指令由硬件直接执行微程序机器M0具有L0机器言语微指令系统第0级实践机器传统机器M1具有L1机器言语机器指令系统第1级实践机器微指令由硬件直接执行由微指令程序解释机器指令微程序机器M0具有L0机器言语微指令系统第0级实践机器传统机器M1具有L1机器言语机器指令系统操作系统机器M2具有L2机器言语作业控制言语等第1级实践机器第2级虚拟机器微指令由硬件直接执行由微指令程序解释机器指令普通用机器言语程序解释作业控制语句微程序机器M0具有L0机器言语微指令系统第0级实践机器传统机器M1具有L1机器言语机器指令系统操作系统机器M2

4、具有L2机器言语作业控制言语等汇编言语机器M3具有L3机器言语汇编言语第1级实践机器第2级虚拟机器第3级虚拟机器微指令由硬件直接执行由微指令程序解释机器指令普通用机器言语程序解释作业控制语句汇编言语程序经汇编程序翻译成机器言语程序微程序机器M0具有L0机器言语微指令系统第0级实践机器传统机器M1具有L1机器言语机器指令系统操作系统机器M2具有L2机器言语作业控制言语等汇编言语机器M3具有L3机器言语汇编言语高级言语机器M4具有L4机器言语高级言语第1级实践机器第2级虚拟机器第3级虚拟机器第4级虚拟机器微指令由硬件直接执行由微指令程序解释机器指令普通用机器言语程序解释作业控制语句汇编言语程序经汇

5、编程序翻译成机器言语程序高级言语程序经编译程序翻译成汇编言语或是某种中间言语程序，或是机器言语程序微程序机器M0具有L0机器言语微指令系统第0级实践机器传统机器M1具有L1机器言语机器指令系统操作系统机器M2具有L2机器言语作业控制言语等汇编言语机器M3具有L3机器言语汇编言语高级言语机器M4具有L4机器言语高级言语运用言语机器M0具有L5机器言语运用言语第1级实践机器第2级虚拟机器第3级虚拟机器第4级虚拟机器第5级虚拟机器微指令由硬件直接执行由微指令程序解释机器指令普通用机器言语程序解释作业控制语句汇编言语程序经汇编程序翻译成机器言语程序高级言语程序经编译程序翻译成汇编言语或是某种中间言语程

6、序，或是机器言语程序运用言语程序经运用程序包翻译成高级言语程序多级层次构造机器-言语n M5：运用言语机器-运用言语n M4：高级言语机器-高级言语n M3：汇编言语机器-汇编言语n M2：操作系统机器-作业控制言语n M1：传统机器-机器指令系统n M0：微程序机器-微指令系统人与多级层次构造的比较这种联络很不科学，只是让大家轻松一下计算机系统人运用言语级为人民效力级高级言语级读书、学习级汇编言语级言语、思想级操作系统极生理功能级传统机器级人体器官级微程序机器级细胞组织级电子线路级分子级从设计人员看到的层次运用言语级运用言语级高级言语级高级言语级汇编言语级汇编言语级操作系统级操作系统级传统机

7、器级传统机器级微程序机器级微程序机器级电子线路电子线路L5虚拟机虚拟机L4虚拟机虚拟机L3虚拟机虚拟机L2虚拟机虚拟机翻译运用程序包翻译运用程序包翻译编译程序翻译编译程序翻译汇编程序翻译汇编程序软硬件交界面软硬件交界面物理机器物理机器解释解释硬件直接执行硬件直接执行硬件硬件固件固件系统系统软件软件虚拟机器虚拟机器实践机器实践机器运用运用软件软件部分解释部分解释编译与解释n编译：全部N+1级指令-N级指令n翻译, compilen解释：一条N+1级指令-一串N级指令ntranslationn编译为整体行为，可以优化，效率高，与平台有关。n如C、C+、Fortran等n解释为部分行为，不优化，效率低，与平台无关。n如：Basic、Shell、Perl等n编译+解释n如：Java，编译 Bytecode 解释执行几点阐明nM0用硬件，M1用固件，其它用软件。n固件Firmware：指存储在计算机ROM和其它集成电路中的系统软件，固件不能随意改动。n计算机系统作为一个整体，包括软、硬件，之间无固定界面。 几点阐明续n低层言语功能简单，而高层言语功能复杂。 n虚拟机器Virtual Machine：用软件为主实现的机器。n例如：Java虚拟机。n分层的学科nM0M1：计算机组织与构造nM2M3：系统软件nM4： 运用程序nM5： 系