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计算机系统结构

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Xeon的Enterprise X4 architecture系统结构範例

抽象来說,计算机系统结构,或称计算机体系结构,是一个系统在其所处环境中最高层次的概念;它确定一台计算机硬件和软件之间的衔接。具體地說计算机体系结构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则。它确定一个计算机设计的:

  • 部件
  • 部件功能
  • 部件间接口

並且计算机体系结构著重於「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。

注意,不要与处理器领域的微体系结构/微架構(Microarchitecture)相混淆。

实例[编辑]

以常见的冯·诺伊曼计算机的设计为例,体系结构设计包括了:

  • 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...)。
  • 微体系结构/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。
  • 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;
  • 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、存储器与输入输出设备之间的连接方式、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[编辑]

参见[编辑]