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电脑系统结构

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Xeon的Enterprise X4 architecture系统结构示例

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。

注意,不要与处理器领域的微系统架构/微架构(Microarchitecture)相混淆。

实例

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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

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外部链接

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参见

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