计算机系统结构

计算机系统结构考点总结计算机系统结构是计算机科学与技术领域的重要分支，涉及计算机硬件和软件的组成及其相互关系。

为了帮助大家更好地掌握这一领域的核心知识，本文将针对计算机系统结构的考点进行详细总结。

一、计算机系统结构基本概念1.计算机系统结构的定义及发展历程2.计算机系统结构的分类：冯·诺伊曼结构、哈佛结构、堆栈式结构等3.计算机系统性能指标：指令周期、CPU时钟周期、主频、缓存命中率等二、中央处理器（CPU）1.CPU的组成：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组等2.指令集架构：复杂指令集计算机（CISC）、精简指令集计算机（RISC）3.CPU缓存：一级缓存、二级缓存、三级缓存及其工作原理4.多核处理器：核数、并行计算、线程级并行等三、存储系统1.存储器层次结构：寄存器、缓存、主存储器、辅助存储器等2.主存储器：DRAM、SRAM、ROM等3.磁盘存储器：硬盘、固态硬盘、光盘等4.存储器管理：分页、分段、虚拟存储器等四、输入输出系统1.I/O接口：并行接口、串行接口、USB、PCI等2.I/O设备：键盘、鼠标、显示器、打印机等3.I/O控制方式：程序控制、中断、直接内存访问（DMA）等4.I/O调度策略：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、扫描算法等五、总线与通信1.总线分类：内部总线、系统总线、I/O总线等2.总线标准：ISA、PCI、PCI Express等3.通信协议：TCP/IP、UDP、串行通信等4.网络拓扑结构：星型、总线型、环型、网状等六、并行计算与分布式系统1.并行计算：向量机、SIMD、MIMD等2.分布式系统：分布式计算、分布式存储、负载均衡等3.并行与分布式编程：OpenMP、MPI、MapReduce等4.并行与分布式算法：排序、搜索、分布式锁等通过以上考点的总结，相信大家对计算机系统结构有了更加全面和深入的了解。

计算机体系结构计算机体系结构是指计算机硬件、软件和数据组成的结构体系。

它涵盖了计算机内部各个部件的组织方式，以及它们之间的连接和交互方式。

计算机体系结构的设计与实现直接影响计算机的性能、可靠性和可扩展性。

I. 介绍计算机体系结构是计算机科学中的重要研究领域，它关注的是在硬件和软件层面上如何组织计算机系统，以实现高性能、可靠性、可扩展性等要求。

计算机体系结构的研究内容广泛，包括指令集架构、处理器设计、内存层次结构、输入输出系统等等。

II. 指令集架构指令集架构是计算机体系结构的核心部分，它定义了计算机的指令集以及执行这些指令的方式。

指令集架构一般分为精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）两种。

RISC架构追求指令集的简洁和规整，通过减少指令的种类和提高指令的执行效率来提高计算机的性能。

而CISC架构则倾向于提供更多且复杂的指令，以方便编程和提高代码的密度。

III. 处理器设计处理器是计算机的核心部件，它执行指令、进行数据处理和控制计算机的各个部分。

处理器设计的目标是提高计算速度和性能，并支持更多的并行计算。

现代处理器常采用流水线、超标量、乱序执行等技术，以提高指令的执行效率。

除了性能，处理器设计还需要考虑功耗、散热等问题。

IV. 内存层次结构计算机的内存层次结构包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储等层次。

这些层次的设计目的是提供多级别的存储，以满足不同速度和容量要求的数据访问。

其中，高速缓存是处理器与主存之间的缓冲存储器，它通过存储最常用的数据和指令，减少了处理器对主存的访问次数，提高了数据访问速度。

V. 输入输出系统输入输出系统是计算机与外部设备进行通信的接口，它负责将数据传输到或从外部设备传输到计算机。

现代计算机的输入输出系统包括各种接口标准和协议，如USB、HDMI、以太网等。

输入输出系统的设计需要考虑数据传输速度、可靠性和兼容性等因素，以满足不同的应用需求。

VI. 发展趋势计算机体系结构领域一直在不断发展和创新。

简述计算机系统的结构
计算机系统的结构可以分为以下几个层次：
1. 硬件层：计算机系统的物理设备，包括处理器、内存、硬盘、输入设备和输出设备等。

2. 操作系统层：管理计算机硬件资源的软件，提供文件管理、进程管理、设备管理等基本功能。

3. 应用软件层：运行在操作系统之上的软件，包括办公软件、游戏、浏览器等。

4. 用户界面层：用户与计算机系统交互的接口，包括命令行界面、图形用户界面等。

5. 网络通信层：支持计算机系统之间的通信和数据交换，包括网络协议、通信接口等。

这些层次之间相互协作，共同构成了一个完整的计算机系统。

其中，硬件层是计算机系统的基础，操作系统层是计算机系统的核心，应用软件层是计算机系统
的功能体现，用户界面层是计算机系统与用户之间的桥梁，网络通信层则是计算机系统与外部世界之间的联系纽带。

计算机体系结构基本概念计算机体系结构是指计算机系统中的各个组成部分之间的关系和交互方式。

它是计算机硬件与软件之间的接口，决定了计算机系统的工作方式、性能表现以及可扩展性。

本文将介绍计算机体系结构的基本概念和相关内容。

一、计算机体系结构的概述计算机体系结构是指计算机系统的结构组织，包括硬件和软件。

主要由计算机硬件、指令系统、运算方式和数据流组成。

计算机体系结构的目标是提供高性能、可靠性、可扩展性和高效能的计算机系统。

计算机体系结构的设计通常以指令集架构和微架构为基础。

二、指令集架构指令集架构是计算机体系结构中的一个重要概念。

它定义了计算机系统处理信息的方式。

指令集架构包括计算机的指令集、寄存器、数据类型和地址模式等。

根据指令集的不同，可以将计算机体系结构分为复杂指令集计算机（CISC）和精简指令集计算机（RISC）。

三、微架构微架构是指计算机体系结构的实现方式。

它包括处理器的内部结构、数据通路、控制流和存储相关的电路设计。

微架构的设计影响着计算机系统的性能和功能。

常见的微架构包括超标量、乱序执行和流水线等。

四、存储结构与存储器层级存储结构是指计算机系统中用于存储数据的层次结构。

存储器层级分为寄存器、高速缓存、内存和辅助存储器等。

不同层级的存储器具有不同的特点，如容量、速度和价格等。

存储结构的设计旨在提高计算机系统的访问速度和运行效率。

五、总线结构总线结构是计算机体系结构中连接各个组件的通信系统。

它包括地址总线、数据总线和控制总线等。

总线结构的设计影响着计算机系统的数据传输速度和可扩展性。

六、并行处理与多核技术并行处理是指多个处理器或计算单元同时执行指令，提高计算机系统的运行速度和性能。

多核技术则是将多个处理核心集成到同一个芯片上，实现并行运算。

并行处理和多核技术在高性能计算、科学计算和图像处理等领域得到广泛应用。

七、虚拟化技术虚拟化技术是指通过软件将计算机资源抽象为多个逻辑实体，实现多个操作系统和应用程序的隔离和共享。

计算机系统的逻辑组成结构计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。

其中，硬件是指计算机的物理设备，而软件是指运行在计算机上的程序和数据。

计算机系统的逻辑组成结构是指计算机系统中各个组成部分之间的逻辑关系和功能划分。

一、中央处理器（Central Processing Unit，简称CPU）中央处理器是计算机系统的核心，负责执行各种指令和进行数据处理。

它由控制器和运算器两部分组成。

控制器负责指令的解析和执行，运算器负责数据的运算和处理。

中央处理器通过控制总线、数据总线和地址总线与其他硬件设备进行通信。

二、存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和程序的设备。

根据存取方式的不同，存储器可以分为随机存取存储器（Random Access Memory，简称RAM）和只读存储器（Read-Only Memory，简称ROM）。

RAM用于存储临时数据和程序，而ROM用于存储固定的程序和数据。

三、输入设备输入设备用于将外部数据或指令输入到计算机系统中。

常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。

输入设备将输入的数据转化为计算机可以识别和处理的形式，并通过输入接口传输给计算机系统。

四、输出设备输出设备用于将计算机系统处理后的数据或结果输出到外部环境中。

常见的输出设备有显示器、打印机、投影仪等。

输出设备将计算机系统的输出信号转化为人类可以理解的形式，并通过输出接口传输给外部环境。

五、外部存储器外部存储器用于扩展计算机系统的存储容量，可以独立于计算机系统进行数据的存储和读取。

常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘等。

外部存储器通过接口与计算机系统进行数据的传输和交换。

六、总线总线是计算机系统中各个硬件设备之间传输数据和信号的通道。

根据功能和传输速率的不同，总线可以分为数据总线、控制总线和地址总线。

数据总线用于传输数据，控制总线用于传输控制信号，地址总线用于传输设备地址。

七、操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理和控制计算机系统的各个硬件和软件资源。

简述冯.诺依曼计算机系统结构
冯·诺依曼计算机系统结构也被称为冯·诺依曼体系结构或冯·诺依曼体系，是现代计算机系统结构的基础和范例。

该结构由美国数学家冯·诺依曼于1945年提出，并在其著作《EDVAC报告》中详细阐述。

冯·诺依曼计算机系统结构包括以下几个关键部分：
1.中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令和处理数据的核心部件，分为算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）两部分。

2.存储器：用于存储指令和数据的设备，包括主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘等）。

3.输入/输出设备：用于与外部世界进行信息交互的设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。

4.指令集架构（ISA）：规定了计算机能够执行的指令集和操作码的集合，决定了计算机的编程模型和指令执行方式。

5.存储程序：计算机能够执行的指令和数据以二进制形式存储在存储器中，并按照顺序执行。

冯·诺依曼计算机系统结构的特点包括：
1.存储程序：指令和数据以相同的格式存储在存储器中，计算
机可以按顺序读取并执行。

2.存储器访问：计算机可以通过地址寻址方式从存储器中读取或写入指令和数据。

3.存储器分层：将存储器分为主存储器和辅助存储器，主存储器用于临时存储数据和指令，辅助存储器用于永久存储。

4.指令流水线：计算机可以将指令和数据进行流水线处理，以提高执行效率。

5.可编程性：冯·诺依曼计算机具有较高的可编程性，可以根据需求修改和执行不同的程序。

冯·诺依曼计算机系统结构的发展和应用为现代计算机科学和技术的进步提供了坚实的基础，并成为了普遍采用的计算机结构范例。

计算机系统体系结构计算机系统体系结构是指计算机硬件和软件之间的组织结构，它是计算机系统的基础。

计算机系统体系结构包括计算机的组成部分、它们之间的连接方式、数据传输方式、指令集和操作系统等。

计算机系统体系结构的设计和实现对计算机的性能、可靠性、安全性和可维护性等方面都有着重要的影响。

计算机系统体系结构的组成部分包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备（I/O设备）和总线等。

中央处理器是计算机系统的核心部件，它负责执行指令、控制计算机的运行和处理数据。

内存是计算机系统中存储数据和程序的地方，它是计算机系统的重要组成部分。

输入输出设备是计算机系统与外部世界交互的方式，它包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。

总线是计算机系统中各个组成部分之间传输数据和指令的通道，它是计算机系统的重要组成部分。

计算机系统体系结构的连接方式包括并行连接和串行连接。

并行连接是指多个设备同时连接到计算机系统中，它可以提高计算机系统的处理速度和效率。

串行连接是指一个设备连接到计算机系统中，它可以减少计算机系统的复杂度和成本。

计算机系统体系结构的数据传输方式包括同步传输和异步传输。

同步传输是指数据在固定的时间间隔内传输，它可以提高数据传输的稳定性和可靠性。

异步传输是指数据在不固定的时间间隔内传输，它可以提高数据传输的灵活性和效率。

计算机系统体系结构的指令集是计算机系统中的指令集合，它是计算机系统的重要组成部分。

指令集包括操作码和操作数，它可以控制计算机系统的运行和处理数据。

指令集的设计和实现对计算机系统的性能、可靠性和安全性等方面都有着重要的影响。

计算机系统体系结构的操作系统是计算机系统中的软件系统，它是计算机系统的重要组成部分。

操作系统可以管理计算机系统的资源，控制计算机系统的运行和处理数据。

操作系统的设计和实现对计算机系统的性能、可靠性和安全性等方面都有着重要的影响。

计算机系统体系结构是计算机系统的基础，它对计算机系统的性能、可靠性、安全性和可维护性等方面都有着重要的影响。

计算机系统结构自考笔记一、计算机系统结构概述。

1. 计算机系统的层次结构。

- 从底层到高层：硬件、操作系统、系统软件、应用软件。

- 各层次的功能及相互关系。

例如，硬件为软件提供运行平台，软件控制硬件资源的使用等。

2. 计算机系统结构的定义。

- 经典定义：程序员所看到的计算机属性，即概念性结构与功能特性。

- 包括指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机制等方面的属性。

3. 计算机系统结构的分类。

- 按指令流和数据流的多倍性分类。

- 单指令流单数据流（SISD）：传统的单处理器计算机。

- 单指令流多数据流（SIMD）：如阵列处理机，适合进行数据并行处理。

- 多指令流单数据流（MISD）：较少见的结构。

- 多指令流多数据流（MIMD）：多处理器系统，如对称多处理机（SMP）。

- 按存储程序原理分类。

- 冯·诺依曼结构：程序和数据存储在同一存储器中，按地址访问。

- 哈佛结构：程序存储器和数据存储器分开，有各自独立的地址空间。

二、数据表示与指令系统。

1. 数据表示。

- 数据类型。

- 数值型数据（整数、浮点数）：不同的表示格式，如定点数的原码、反码、补码表示；浮点数的IEEE 754标准表示。

- 非数值型数据（字符、字符串、逻辑数据等）。

- 数据的存储方式。

- 大端存储与小端存储：大端存储是高位字节存于低地址，小端存储是低位字节存于低地址。

2. 指令系统。

- 指令格式。

- 操作码：表示指令的操作类型，如加法、减法等操作。

- 地址码：指出操作数的地址或操作数本身。

有零地址、一地址、二地址、三地址等指令格式，每种格式的特点及适用场景。

- 指令类型。

- 数据传送指令：在寄存器、存储器等之间传送数据。

- 算术运算指令：加、减、乘、除等运算。

- 逻辑运算指令：与、或、非等逻辑操作。

- 控制转移指令：如无条件转移、条件转移、子程序调用与返回等，用于改变程序的执行顺序。

三、存储系统。

1. 存储器层次结构。

- 高速缓冲存储器（Cache） - 主存储器 - 辅助存储器的层次结构。

一、计算机体系结构的基本概念计算机体系结构是指机器语言程序的设计者或是编译程序设计者所看到的计算机系统的概念性结构和功能特性。

Amdahl所定义的体现结构是指程序员面对的是硬件的系统。

所关心的是如何合理的进行软硬件功能的分配。

计算机系统结构是指机器语言级的程序员所了解的计算机的属性，即外特性。

可以包含数据表示，寄存器定义、数量、使用方式，指令系统，中断系统，存存储系统，IO系统等。

计算机组成是计算机结构的逻辑实现。

可以包含数据通路宽度，专用部件设置，缓冲技术，优化处理等。

计算机的实现是指其计算机组成的物理实现。

包括处理机，主存部件的物理结构，器件的集成度，速度的选择，模块、硬件、插件底板的划分和连接。

从使用语言的角度，可以把计算机系统按功能从高到低分为7级：0应用语言机器级、1高级程序语言机器级、2汇编语言机器级、3操作系统机器级、4传统机器语言机器级、5微程序机器级和6电子线路级。

3～6级为虚拟机，其语言功能均由软件实现。

硬件功能分配的基本原则：（1）功能要求。

首先是应用领域对应的功能要求，其次是对软件兼容性的要求；（2）性能要求。

如运算速度，存储容量，可靠性，可维护性和人机交互能力等；（3）成本要求。

体系结构设计的方法有三种：由上而下－从考虑如何满足应用要求开始设计；由下而上－基于硬件技术所具有的条件；由中间开始的方法。

体系设计的步骤：需求分析、需求说明、概念性设计、具体设计、优化和评价。

计算机体系结构的分类：（1）弗林FLYNN分类法：按指令流和数据流将计算机分为4类：①单指令流、单数据流－Single Instruction Stream Single Data Stream，SISD。

计算机，即传统的单处理机，通常用的计算机多为此类，如脉动阵列计算机systolic array；②单指令流、多数据流－Multiple，SIMD。

典型代表是并行处理机。

其并行性在于指令一级。

如ILLIAC、PEPE、STARAN、MPP等；③MISD计算机；④MIMD计算机。

计算机的体系结构计算机的体系结构是指计算机硬件系统整体组成的结构形式，主要包括硬件组成、指令系统、运算方式和数据路径等。

以下将从四个方面详细介绍计算机的体系结构。

1. 硬件组成计算机的硬件组成主要包括输入设备、输出设备、存储设备和中央处理器（CPU）等。

输入设备主要包括键盘、鼠标、扫描仪等，用于将人类活动转化为计算机可以理解的形式。

输出设备主要包括显示器、打印机等，用于将计算机的结果转化为人类可以理解的形式。

存储设备主要包括硬盘、U盘、内存等，用于存储计算机的数据和程序。

CPU是计算机的核心部件，主要负责计算、控制和存储数据等操作。

2. 指令系统指令系统是计算机执行程序的基础，它决定了计算机可以执行哪些操作以及如何执行。

不同的计算机有不同的指令系统，但它们大多都包括算术逻辑指令、数据传送指令、控制指令等。

算术逻辑指令主要用于完成数值运算和逻辑运算，数据传送指令用于将数据从一个位置传送到另一个位置，控制指令用于控制程序的执行流程。

3. 运算方式计算机的运算方式主要包括定点运算、浮点运算、矢量运算和并行运算等。

其中，定点运算主要用于整数运算，浮点运算用于实数运算，矢量运算用于计算向量和矩阵等复杂数据结构，而并行运算则可以同时执行多个指令，提高计算机的运算速度。

4. 数据路径数据路径是指计算机中用于传输数据和指令的路径。

它由总线、寄存器、运算器等组成。

总线主要用于将计算机各部件之间的数据传输，寄存器用于存储指令和数据，运算器用于执行指令操作。

在数据路径中，还有许多重要的部件如ALU（算术逻辑单元）、Cache（高速缓存）、MMU（内存管理单元）等等，它们的设计和性能都对计算机的整体性能有着决定性的影响。

综上所述，计算机的体系结构是计算机硬件系统整体组成的结构形式，主要包括硬件组成、指令系统、运算方式和数据路径等。

对于计算机发展和应用的推动具有重要意义，同时，也能够为我们理解计算机的工作原理提供重要帮助。

计算机体系结构是指根据属性和功能不同而划分的计算机理论组成部分及计算机基本工作原理、理论的总称。

以下是一些主要的知识点：
1. 存储程序计算机（冯诺依曼型）：这种类型的计算机包括运算器、存储器、输入输出设备和控制器四部分。

它以运算器为中心，采用存储程序原理，即程序（指令）和数据放在同一存储器中。

此外，存储器按地址访问，控制流由指令流产生，指令由操作码和地址码组成，数据以二进制代码表示。

2. 程序员所看到的机器属性：这包括数据表示，即硬件能直接辨认和处理的数据类型；寻址规则，包括最小寻址单元，寻址方式及其表示；寄存器定义，包括各种寄存器的定义，数量和使用方式。

3. 指令系统：指令系统是计算机中用来计算和控制的命令集合。

4. 流水线技术：这是一种提高处理器执行指令速度的技术，将指令执行过程分解为多个阶段，并让各阶段的操作重叠进行。

5. 存储层次：存储层次是指把内存划分为不同的等级，以满足不同的存储需求。

6. 输入输出系统：这是负责计算机与外部信息交互的部分。

7. 多处理机和非冯-洛依曼型计算机：这些是计算机体系结构中的高级主题。

计算机体系结构
计算机体系结构是指计算机系统中由硬件和软件组成的总体架构，它是计算机系统结构的核心。

其组成部分有如下：
一、中央处理单元(CPU)：
CPU是计算机系统的核心单元，它负责执行程序指令、执行运算、管理程序的运行等功能。

CPU可以分为两个部分，一部分是控制单元，另一部分是运算单元。

控制单元负责管理指令的执行，运算单元负责计算和记录数据。

二、主存储器：
主存储器是计算机内部最重要的一部分，它把程序和数据存储在一个可以轻易访问的位置。

主存储器中存储的数据和指令会被CPU提取，然后被执行。

三、输入设备：
输入设备是将外部信息传入到计算机系统中的设备，它可以帮助用户将文字、图片、声音、视频等信息输入到计算机系统中。

常见的输入设备有鼠标、键盘、扫描仪、摄像头等。

四、输出设备：
输出设备是将计算机中处理后的结果传送到外部的设备，它可以帮助用户将文字、图片、声音、视频等信息输出到外部。

常见的输出设备有显示器、打印机、喇叭等。

五、存储设备：
存储设备是一个用于存储数据或信息的设备，它能够在计算机系统和外部之间进行数据的传输，以便保存和备份数据。

常见的存储设备有U盘、硬盘、闪存盘等。

六、网络设备：
网络设备是一种连接计算机网络的电子设备，它可以帮助构建和维护网络。

由于网络设备可以提高网络的可靠性和安全性，所以它也被称为“神奇的桥梁”。

常见的网络设备有路由器、交换机、集线器等。

计算机体系结构是一种复杂而完备的系统架构，它具有功能完善、稳定可靠、计算能力强等特点。

以上就是计算机体系结构的主要组成部分。

计算机系统结构密训计算机系统结构是指计算机硬件和软件组件之间的关系和交互方式。

它涉及到计算机内部各个组成部分的功能、连接方式、层次结构等方面。

计算机系统结构主要包括以下几个方面：1.中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数据。

它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器等部分。

ALU用于执行算术和逻辑运算，CU负责控制指令的执行过程，寄存器用于暂存数据和指令。

2.存储器：存储器用于存储计算机的数据和指令。

主要包括内存（RAM）和外存（硬盘、光盘等）。

内存是计算机中实时存取数据和指令的地方，而外存用于长期存储数据和指令。

3.输入输出设备：输入输出设备用于与计算机进行交互。

常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等，输出设备有屏幕、打印机、音箱等。

输入设备将外界的信息输入到计算机中，输出设备将计算机处理后的数据和结果展示给用户。

4.总线：总线是连接计算机各个组件的通信线路。

它分为数据总线、地址总线和控制总线。

数据总线负责传输数据，地址总线用于传输存储器地址，控制总线用于传输控制信号。

5.指令集架构：指令集架构是计算机硬件与软件之间的接口规范。

它决定了计算机能够执行的指令和支持的数据类型。

常见的指令集架构有精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）。

6.并行计算：并行计算是指多个处理器同时执行任务，以提高计算机系统的性能。

它可以通过并行算法和并行硬件来实现。

常见的并行计算模式有并行计算、向量计算和并发计算。

7.系统层次结构：系统层次结构描述了计算机系统的层次组织关系。

常见的系统层次结构有冯·诺依曼结构和哈佛结构。

冯·诺依曼结构将数据和指令存储在同一存储器中，哈佛结构则将其分开存储。

计算机系统结构是计算机科学中的重要概念，对于我们理解计算机工作原理、进行系统设计和优化都起着重要的作用。

通过合理设计计算机系统结构，可以提高计算机系统的性能、可靠性和可扩展性。

第一章1、计算机系统多级层次结构从高到低：（6级）应用程序计算机、高级语言、汇编语言、操作系统、机器语言、微机程序控制、（0级）硬联逻辑计算机。

第0级由硬件实现，第1级由微程序（固件）实现，2—6级机器由软件实现。

2、透明性现象：一种本来存在的有差异的事物或属性，从某种角度来看似乎不再存在。

3、计算机组成是计算机系统的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。

4、计算机系统结构是计算机系统的软、硬件的界面；系统结构、组成和实现所包含的具体内容第随不同机器而变化的，且三者之间的界限越来越模糊。

5、系统结构分类①按“流”分：SISD单指令流单数据流，SIMD单指令流多数据流，MISD多指令流单数据流，MIMD多指令流多数据流。

Flynn分类法：按指令流（机器执行的指令序列）和数据流（指令流调用的数据序列，include输入数据和中间结果）的多倍性（指在系统最受限制的原件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数）概念进行分类。

缺点：对于标量及向量流水计算机应属于哪一类系统，不是很明确。

②按“并行级”和“流水线”分类：程序控制部件PCU的个数是K，算术逻辑部件ALU/处理部件PE的个数是d，每个ALU包含基本逻辑线路ELC 的套数是w。

T系统型号=（k，d，w）。

③按“并行度”分类：WSBS字串位串，WPBS字并位串，WSBP字串位并，WPBP字并位并。

6、*Amdahl定律：系统中某一部件由于采用某种更快的执行方式后整个系统性能的提高取决于这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例。

实际上定义了加快某部分功能处理后，整个系统所获得的性能改进或执行时间的加速比的大小。

加速比与两个因素有关：一是计算机执行某个人物的总时间中可被改进部分的时间所占的百分比，Fe=可改进部分占用的时间/改进前整个任务的执行时间，它总小于1；二是改进部分采用改进措施后比没有采用改进措施前性能提高倍数，Se=改进前改进部分的执行时间/改进后改进部分的执行时间，它总大于1。

计算机体系结构基础知识概述计算机体系结构是计算机学科的基石，它研究计算机组织、功能和操作的结构。

在计算机科学的早期阶段，人们开始探索计算机体系结构的基础知识，并不断推动计算机技术的发展。

本文将对计算机体系结构的基础知识进行概述，包括计算机硬件、指令集体系结构以及存储层次结构等内容。

一、计算机硬件计算机硬件是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU）、主存储器、输入输出设备和外部存储器等。

中央处理器是计算机的核心，负责执行指令和处理数据。

主存储器用于存储指令和数据，通过地址线和数据线与CPU进行通信。

输入输出设备用于和外部世界交互，包括键盘、鼠标、显示器等。

外部存储器主要用于长期存储大量数据，如硬盘、光盘等。

二、指令集体系结构指令集体系结构是定义了计算机的指令集和指令执行方式的规范。

它包括指令集的种类、指令的格式以及指令的执行机制等。

常见的指令集体系结构有CISC（复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）等。

CISC指令集拥有较多的指令和地址模式，可以在一条指令中完成复杂的操作，但其设计和实现较为复杂。

而RISC指令集则注重简洁和高效，通过减少指令的种类和格式，提高执行效率。

三、存储层次结构存储层次结构是计算机存储器的组织方式，将存储器按照速度、容量和成本进行分层次的组织。

存储层次结构包括寄存器、高速缓存、主存和辅助存储器等。

寄存器是位于CPU内部的最快的存储器，用于存储指令和数据。

高速缓存是位于CPU和主存之间的一级缓存，用于提高指令和数据的读写速度。

主存是指计算机内存条，用于存储运行中的程序和数据。

辅助存储器则是永久性存储介质，如硬盘、光盘等。

四、计算机体系结构的发展随着计算机技术的发展，计算机体系结构也在不断演进。

早期的计算机体系结构采用冯·诺依曼结构，即将指令和数据存储在同一存储器中，通过程序控制和数据传送来执行指令。

随着技术的发展，出现了多处理器体系结构、向量处理器体系结构和集群计算体系结构等。

计算机系统结构大纲计算机系统结构的大纲通常包括以下几个方面：1. 计算机硬件：介绍计算机系统的硬件组成部分，如中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等。

包括硬件的功能和特点，以及它们之间的连接方式和数据传输原理。

2. 指令系统和编程语言：介绍计算机的指令系统和编程语言，包括指令的分类、指令的执行过程、寻址方式、寄存器的使用等。

同时还可以介绍常用的编程语言和编程范式。

3. 存储系统：介绍计算机的存储器层次结构，包括主存储器、辅助存储器和缓存等。

涵盖存储器的组织方式、存取速度、容量等方面的知识。

4. 输入输出系统：介绍计算机系统与外部设备进行数据交互的过程，包括输入设备、输出设备和存储设备等。

可以涉及输入输出接口的工作原理、数据传输方式等。

5. 中断系统和异常处理：介绍计算机系统中的中断机制和异常处理机制，包括中断的分类、中断向量表的建立、中断服务程序的执行流程等。

同时还可以介绍异常处理的原理和常见的异常类型。

6. 性能评价与优化：介绍计算机系统性能评价的方法和指标，如响应时间、吞吐量等。

同时可以介绍性能优化的技术和策略，如流水线技术、并行处理等。

7. 多核与并行处理：介绍多核处理器和并行处理的概念、原理和应用。

包括多核处理器的架构、并行算法和并行程序设计等。

8. 系统总线和输入输出设备：介绍计算机系统中的总线结构和输入输出设备的工作原理。

涉及总线的分类、总线传输方式和输入输出设备的接口标准等知识。

9. 操作系统支持：介绍操作系统对计算机系统结构的支持，包括进程管理、内存管理、文件系统等方面。

可以涉及操作系统的基本原理和常见的操作系统类型。

以上仅为计算机系统结构大纲的一些主要内容，具体的大纲会根据教学目标和课程安排可能有所不同。

冯诺依曼计算机五大体系结构
冯·诺依曼计算机是20世纪初计算机发展的重要一步，它向世界送去了计算机的希望。

冯·诺依曼开发了“五大体系结构”，即输入输出
（I/O）系统、存储程序、运算器、控制器和指令解释器。

本文将这五大体系结构详细介绍如下：
一、输入输出（I/O）系统
输入输出（I/O）系统主要用于将冯·诺依曼机器与外界设备连接，以便与外界设备的信息进行交换，进而支持冯·诺依曼机器的其他功能。

二、存储程序
存储程序是一种可存储信息的装置，用来储存、增改和读取存储在内存中的信息，它是冯·诺依曼计算机中最重要的一个系统。

三、运算器
运算器主要用于实现运算和处理逻辑指令，能够计算出由运算符号和其他数据组成的表达式的值。

四、控制器
控制器主要用于控制工作流程，包括确定指令的执行顺序，并将相应
的指令依次送入机器中。

五、指令解释器
指令解释器用来解释工作指令，它主要将含有字节的机器指令解码成具有较高级别的机器指令，以便机器识别并运行。

总之，冯·诺依曼计算机五大体系结构是计算机科学历史上一个重要的里程碑，它为计算机而形成的重要基础，它赋给我们自动解决问题的能力。