計算機系統結構(computer architecture、電腦系統架構),抽象來說計算機系統架構是一個系統在其所處環境中最高層次的概念;它確定一台電腦硬體和軟體之間的連結。具體地說電腦系統架構'指的是電腦系統設計的觀念與架構,描述電腦在實做的設計原則。它確定一部電腦的:
- 部件
- 部件功能
- 部件間接口
並且電腦系統架構著重於「負責了計算機架構的中心功能:計算」的中央處理器(CPU)內部的執行動作與記憶體的存取。
實例
以常見的馮·諾伊曼計算機的設計為例,體系結構設計包括了:
- 指令集架構(Instruction set architecture;簡稱ISA):被視為一種機器語言,包含了許多相關的指令集(記憶體定址、處理器控制,暫存器控制等等……)。
- 微體系結構/微架構(Microarchitecture)或稱電腦組織(Computer organization):是更詳細的敘述系統內部各元素如何進行合作與溝通。
- 數據表示,即硬件能直接識別和處理的數據類型和數據格式;
- 尋址方式,包括最小尋址單位和地址運算等;
- 寄存器定義,包括操作數寄存器、變址寄存器、控制寄存器等的定義、數量和使用方式;
- 指令系統,包括機器指令的操作類型和格式、指令間的排序和控制機制等;
- 異常機制,包括中斷、NMI和內部異常等;
- 機器工作狀態的定義和切換,如管態和目態等;
- 輸入輸出結構,包括處理機、存儲器與輸入輸出設備之間的連接方式、數據傳送方式、數據流量、以及數據交換過程的控制等;
參考文獻
- John L. Hennessy and David Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach Fourth. Morgan Kaufmann. 2006 [2017-11-21]. ISBN 978-0-12-370490-0. (原始內容存檔於2011-09-10).
- Barton, Robert S., "Functional Design of Computers", Communications of the ACM 4(9): 405 (1961).
- Barton, Robert S., "A New Approach to the Functional Design of a Digital Computer", Proceedings of the Western Joint Computer Conference, May 1961, pp. 393–396. About the design of the Burroughs B5000 computer.
- Bell, C. Gordon; and Newell, Allen (1971). "Computer Structures: Readings and Examples"(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), McGraw-Hill.
- Blaauw, G.A., and Brooks, F.P., Jr., "The Structure of System/360, Part I-Outline of the Logical Structure"(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館), IBM Systems Journal, vol. 3, no. 2, pp. 119–135, 1964.
- Tanenbaum, Andrew S. Structured Computer Organization. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall. 1979. ISBN 0-13-148521-0.
外部連結
- ISCA: Proceedings of the International Symposium on Computer Architecture(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- Micro: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture
- ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- ACM Transactions on Architecture and Code Optimization(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- IEEE Transactions on Computers
- The von Neumann Architecture of Computer Systems(頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
參見
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