【5分钟系列】计算机系统结构的定义

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1，计算机系统的层次结构

从语言角度来看，一台计算机是由软硬件组合成的，按照功能划分，可以形成多层机器级组成的层次结构。

不同层次的语言，可以使用翻译或解释技术来实现。例如 C# 语言是应用语言，在编译时会生成 IL 语言(高级语言)，属于翻译(Translation  美 /trænzˈleɪʃn,trænsˈleɪʃn/ )。

在启动程序时，IL 翻译成汇编，由操作系统执行。

不断将高一级的语言转换为低一级的语言。

而解释(Interpretation  美 /ɪnˌtɜːrprəˈteɪʃn/) 则是指低一层的机器级使用一串语句或指令来仿真高级机器级上的一条语句或指令的功能。

虚拟机器主要是指使用软件层次实现的，不过操作系统有些命令是使用硬件实现的。

固件(Firmware 美 /ˈfɜːrmwer/)是指将软件固化在集成电路器件上，具有软件功能的硬件。

2，计算机系统结构

计算机系统结构也称为计算机系统的体系结构，指的是传统机器语言机器级的系统结构。他是软硬件的交汇界面，是虚拟机器层次程序开发者看到的机器物理系统的抽象。

从计算机的层次结构来看，系统结构(System Architecture  /ˈsɪstəm/ /ˈɑːrkɪtektʃər/  )是对计算机系统中各级界面的定义及其上下的功能分配。

所以，计算机系统结构要研究的是软硬件之间的功能分配以及对传统机器级界面的确定。

那么，计算机系统结构包含哪些需要研究的内容呢？

1）硬件能直接识别和处理的数据类型及格式等的数据表示；

2）最小可寻址单位、寻址种类、地址计算等的寻址方式；

3）通用/专用寄存器的设置、数量、字长、使用约定等的寄存器组织；

4）二进制或汇编指令的操作类型、格式、排序方式、控制机构等的指令系统；

5）主存的最小编址单位、编址方式、容量、最大可编址空间等的存储系统组织；

6）中断的分类和分级、中断处理程序功能及入口地址等的中断机构；

7）系统机器级的管态和用户态的定义与切换；

8）输出/输出设备的连接、使用方式、流量、操作结束、出错指示等的机器级I/O结构；

9）系统个部分的信息保护方式和保护机构等属性；

资料参考：《计算机系统结构》李学干

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