计算机系统结构复习总结
一、计算机系统结构概念
计算机系统结构：程序员所看到的计算机的基本属性，即概念性结构与功能特性。

*注意：对不同层次上的程序员来说，由于使用的程序设计语言不同，可能看到的概念性结构和功能特性会有所不同。

计算机系统的层次结构
现代计算机是一种包括机器硬件、指令系统、系统软件、应用程序和用户接口的集成系统。

现代计算机结构图
*注意：计算机结构的层次模型
依据计算机语言广义的理解，可将计算机系统看成由多级“虚拟”计算机所组成。

从语言层次上画分可得下图：
计算机结构的层次模型
计算机系统结构组成与实现
计算机系统结构：是计算机系统的软件与硬件直接的界面
计算机组成：是指计算机系统结构的逻辑实现
计算机实现：是指计算机组成的物理实现
*计算机系统结构、组成与实现三者间的关系：
计算机系统结构不同会影响到可用的计算机组成技术不同，而不同的计算机组成又会反过来影响到系统结构的设计。

因此，计算机系统结构的设计必须结合应用来考虑，要为软件和算法的实现提供更多更好的硬件支持，同时要考虑可能采用和准备采用哪些计算机组成技术，不能过多或不合理地限制各种计算机组成、实现技术的采用与发展。

计算机组成与计算机实现可以折衷，它主要取决于器件的来源、厂家的技术特长和性能价格比能否优化。

应当在当时的器件技术条件下，使价格不增或只增很少的情况下尽可能提高系统的性能。

计算机系统结构的分类
计算机结构分类方式主要有三种：
（1）按“流”分类
按“流”分类法是教授在年提出的一种分类方法，它是按照计算机中指令流（）和数据流（）的多倍性进行分类。

指令流是指机器执行的指令序列，数据流是指
指令流调用的数据序列。

多倍性是指在计算机中最受限制（瓶颈最严重）的部件上，在同一时间单位中，最多可并行执行的指令条数或处理的数据个数。

*注意：按“流”分类法，即分类法的逻辑结构类型：
①计算机
②计算机
③计算机
④计算机
（2）按“并行性”和“流水线”分类
（3）按计算机系统结构的最大并行度进行分类
计算机系统的设计与实现
随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，计算机系统软、硬件间界限已经变得模糊了。

因为任何操作可以由软件来实现，也可以由硬件来实现；任何指令的执行可以由硬件完成，也可由软件来完成。

对于某一功能是采用硬件方案还是软件方案，取决于期间价格、速度、可靠性、储存容量、变更周期等因素。

*计算机系统的设计原则：
（）加快经常性事件的速度这是最重要也是被广泛采用的设计准则
使经常性事件的处理速度加快能明显提高整个系统的性能
（2）定律
定律：系统优化某部件所获得的系统性能的改善程度，取决于该部件被使用的频率，或所占总执行时间的比例。