計算機體系結(jié)構(gòu)是指根據(jù)屬性和功能不同而劃分的計算機理論組成部分及計算機基本工作原理唇兑、理論的總稱桦锄。其中計算機理論組成部分并不單與某一個實際硬件相掛鉤扎附,如存儲部分就包括寄存器、內(nèi)存察纯、硬盤等。
計算機體系結(jié)構(gòu)是程序員所看到的計算機的屬性,即計算機的邏輯結(jié)構(gòu)和功能特征具则,包括其各個硬部件和軟部件之間的相互關(guān)系。對計算機系統(tǒng)設(shè)計者匪凡,計算機體系結(jié)構(gòu)是指研究計算機的基本設(shè)計思想和由此產(chǎn)生的邏輯結(jié)構(gòu);對程序設(shè)計者是指對系統(tǒng)的功能描述(如指令集唇跨、編制方式等)
計算機體系結(jié)構(gòu)指軟、硬件的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)衬衬,有兩方面的含義:
一是從程序設(shè)計者的角度所見的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)买猖,它是研究計算機體系的概念性結(jié)構(gòu)和功能特性,關(guān)系到軟件設(shè)計的特性;
二是從硬件設(shè)計者的角度所見的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)滋尉,實際上是計算機體系的組成或?qū)崿F(xiàn)(參見[計算機組織])玉控,主要著眼于性能價格比的合理性。
計算機體系結(jié)構(gòu)主要研究軟件狮惜、硬件功能分配和對軟件高诺、硬件界面的確定。
馮·諾依曼提出的計算機體系結(jié)構(gòu)碾篡,奠定了現(xiàn)代計算機的結(jié)構(gòu)理念虱而。
計算機由 控制器(控制程序執(zhí)行)、運算器(完成數(shù)據(jù)加工處理)耽梅、存儲器(記憶程序和數(shù)據(jù))薛窥、輸入設(shè)備(輸入數(shù)據(jù)和程序)、輸出設(shè)備五部分組成(輸出處理結(jié)果)。
運算器:運算器的處理對象是數(shù)據(jù)诅迷。
控制器:由程序計數(shù)器佩番、指令寄存器、指令譯碼器罢杉、時序產(chǎn)生器和操作控制器組成趟畏,它是發(fā)布命令的“決策機構(gòu)”,即完成協(xié)調(diào)和指揮整個計算機系統(tǒng)的操作滩租。
存儲器:內(nèi)存儲器用來存放當前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序赋秀,但僅用于暫時存放程序和數(shù)據(jù),關(guān)閉電源或斷電律想,數(shù)據(jù)就會丟失猎莲。硬盤等外存儲器能夠長久存儲數(shù)據(jù)。
輸入設(shè)備:用于把原始數(shù)據(jù)和處理這些數(shù)據(jù)的程序輸入到計算機中技即。
輸出設(shè)備:用于數(shù)據(jù)的輸出著洼。它把各種計算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符而叼、圖像身笤、聲音等形式表示出來。常見的有顯示器葵陵、打印機液荸、繪圖儀、影像輸出系統(tǒng)脱篙、語音輸出系統(tǒng)娇钱、磁記錄設(shè)備等。
計算機體系結(jié)構(gòu)8種屬性:
1.機內(nèi)數(shù)據(jù)表示:硬件能直接辨識和操作的數(shù)據(jù)類型和格式
2.尋址方式:最小可尋址單位涡尘、尋址方式的種類忍弛、地址運算
3.寄存器組織:操作寄存器响迂、變址寄存器考抄、控制寄存器及專用寄存器的定義、數(shù)量和使用規(guī)則
4.指令系統(tǒng):機器指令的操作類型蔗彤、格式川梅、指令間排序和控制機構(gòu)
5.存儲系統(tǒng):最小編址單位、編址方式然遏、主存容量贫途、最大可編址空間
6.中斷機構(gòu):中斷類型、中斷級別待侵,以及中斷響應方式等
7.輸入輸出結(jié)構(gòu):輸入輸出的連接方式丢早、處理機/存儲器與輸入輸出設(shè)備間的數(shù)據(jù)交換方式、數(shù)據(jù)交換過程的控制
8.信息保護:信息保護方式、硬件信息保護機制怨酝。