还剩2页未读,继续阅读
文本内容:
计算机系统结构学习心得 在大四上学期课程中对于计算机系统结构的学习已经结束,老师细心的讲解,耐心的辅导,是我从中学到很多的知识 从中我了解到计算机系统结构(ComputerArchitecture)也称为计算机体系结构,它是由计算机结构外特性,内特性,微外特性组成的经典的计算机系统结构结构的定义是指计算机系统多级层次结构中机器语言机器级的结构,它是软件和硬件固件的主要交界面,是由机器语言程序、汇编语言源程序和高级语言源程序翻译生成的机器语言目标程序能在机器上正确运行所应具有的界面结构和功能计算机系统结构指的是什么是一台计算机的外表还是是指一台计算机内部的一块块板卡安放结构都不是,那么它是什么计算机系统结构就是计算机的的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性所谓外特性,就是计算机的概念性结构和功能特性用一个不恰当的比喻一,比方动物吧,它的系统结构是指什么呢它的概念性结构和功能特性,就相当于动物的器官组成及其功能特性,如鸡有胃,胃可以消化食物至于鸡的胃是什么形状的、鸡的胃部由什么组成就不是系统结构研究的问题了系统结构只管到这一层关于计算机系统的多层次结构,用人这种动物的不恰当的例子列表比照方下计算机系统,人,应用语言级,为人民效劳级,高级语言级,读书、学习级,汇编语言级,语言、思维级,操作系统级,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 传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机,它们是由软件实现的机器软硬件的功能在逻辑上是等价的,即绝大多局部硬件的功能都可用软件来实现,反之亦然计算机系统结构的外特性,一般应包括以下几个方面这也就是我们要分章学习的几个章节把这几个方面弄清了,系统结构也就根本明确了1指令系统2数据指令3作数的寻址方式4存放器的构成定义5中断机构和例外条件6存储体系和管理7I/O结构8机器工作状态定义和切换9信息保护所以在以后的学习中常回头想想这是系统结构的哪一方面,这对把握全局有好处这里提一下计算机系统结构的内部特性,计算机系统结构的内特性就是将那些外特性加以逻辑实现的根本属性所谓逻辑实现就是在逻辑上如何实现这种功能,比方上帝给鸡设计了一个一定大小的胃,这个胃的功能是消化食物,这就是鸡系统的某一外特性,那怎么消化呢,就要通过鸡喙吃进食物和砂石再通过胃的蠕动、依靠砂石的研磨来消化食物,这里的吃和蠕动等操作就是内特性还有一个就是计算机实现,也就是计算机组成的物理实现它主要着眼于器件技术和微组装技术拿上面的例子来说,这个胃由哪些组织组成几条肌肉和神经来促使它运动就是鸡实现据此我们可以分清计算机系统的外特性、内特性以及物理实现之间的关系在所有系统结构的特性中,指令系统的外特性是最关键的因此,计算机系统结构有时就简称为指令集系统结构我们这门课注重学习的是计算机的系统结构,传统的讲,就是处在硬件和软件之间介面的描述, 也就是外特性这些不恰当的比喻只是帮助理解,不可强求对应,不然会有损科学的严密性计算机系统结构的分类按流分类的方法,这是Flynn教授提出的按指令流和数据流的多倍性概念进行分类的方法共有四大类,即S-single单一的 I-instruction指令M-multiple多倍的D-data数据SISD单指令流单数据流,传统的单处理机属于SISD计算机SIMD单指令流多数据流,并行处理机是SIMD计算机的典型代表我国的YH-I型是此类计算机型MISD多指令流单数据流,实际上不存在,但也有学者认为存在MIMD多指令流多数据流,包括了大多数多处理机及多计算机系统我国的YH-II型计算机是这种类型的计算机一般将标量流水机视为SISD类型,把向量流水机视为SIMD类型按并行级和流水线分类这是在计算机系统中的三个子系统级别上按并行程度及流水线处理程度进行分类的方法计算机系统的设计准那么
1.只加速使用频率高的部件,这是最重要也是最广泛采用的计算机设计准那么因为加快处理频繁出现事件对系统的影响远比加速处理很少出现事件的影响要大
2.阿姆达尔Amdahl定律,这个定律就是一个公式应会运用此公式做一些计算或分析,所以要记住并理解其意义
3.程序访问的局部性规律程序访问的局部性主要反映在时间和空间局部性两个方面,时间局部性是指程序中近期被访问的信息项可能马上将被再次访问,空间局部性指那些在访问地址上相邻近的信息项很可能被一起访问 计算机系统结构的开展冯诺依曼计算机的主要特点是存储程序方式;指令串行执行,并由控制器加以集中控制;单元定长的一维线性空间的存储器;使用低级机器语言,数据以二进制表示;单处理机结构,以运算器为中心改良后的冯·诺依曼计算机使其从原来的以运算器为中心演变为以存储器为中心从系统结构上讲,主要是通过各种并行处理手段高提高计算机系统性能软件、应用和器件对系统结构开展的影响软件应具有可兼容性,即可移植性为了实现软件的可移植性,模板内容仅供参考 。