电脑系统结构(computer architecture、电脑系统架构),抽象来说电脑系统架构是一个系统在其所处环境中最高层次的概念;它确定一台电脑硬件和软件之间的链接。具体地说电脑系统架构'指的是电脑系统设计的观念与架构,描述电脑在实做的设计原则。它确定一部电脑的:
- 部件
- 部件功能
- 部件间接口
并且电脑系统架构着重于“负责了电脑架构的中心功能:计算”的中央处理器(CPU)内部的执行动作与存储器的存取。
实例
以常见的冯·诺伊曼电脑的设计为例,系统架构设计包括了:
- 指令集架构(Instruction set architecture;简称ISA):被视为一种机器语言,包含了许多相关的指令集(存储器寻址、处理器控制,寄存器控制等等……)。
- 微系统架构/微架构(Microarchitecture)或称电脑组织(Computer organization):是更详细的叙述系统内部各元素如何进行合作与沟通。
- 数据表示,即硬件能直接识别和处理的数据类型和数据格式;
- 寻址方式,包括最小寻址单位和地址运算等;
- 寄存器定义,包括操作数寄存器、变址寄存器、控制寄存器等的定义、数量和使用方式;
- 指令系统,包括机器指令的操作类型和格式、指令间的排序和控制机制等;
- 异常机制,包括中断、NMI和内部异常等;
- 机器工作状态的定义和切换,如管态和目态等;
- 输入输出结构,包括处理机、存储器与输入输出装置之间的连接方式、数据传送方式、数据流量、以及数据交换过程的控制等;
参考文献
- John L. Hennessy and David Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach Fourth. Morgan Kaufmann. 2006 [2017-11-21]. ISBN 978-0-12-370490-0. (原始内容存档于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"(页面存档备份,存于互联网档案馆), McGraw-Hill.
- Blaauw, G.A., and Brooks, F.P., Jr., "The Structure of System/360, Part I-Outline of the Logical Structure"(页面存档备份,存于互联网档案馆), 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.
外部链接
- ISCA: Proceedings of the International Symposium on Computer Architecture(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- Micro: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture
- ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- ACM Transactions on Architecture and Code Optimization(页面存档备份,存于互联网档案馆)
- IEEE Transactions on Computers
- The von Neumann Architecture of Computer Systems(页面存档备份,存于互联网档案馆)
参见
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