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  • 计算机系统简介

    问题1:现代计算机系统哪两部分构成?

    现代计算机有硬件和软件构成。

    二、计算机系统的层次结构

    对计算机系统进行抽象,把一个复杂的计算机系统用一个简单的层次结构进行表述,通过分封,我们可以分层实现一个复杂的计算机系统。

     本门课研究的是逻辑层和微体系结构层

    我们要学习的是计算机中主要的部件的逻辑实现以及部件之间的连接来实现datapaths和controllers

    从程序员的视角再次对计算机进行抽象:

    根据计算机系统的发展:

    最早出现的语言是机器语言(对应机器为实际机器M1),编程人员利用机器提供的指令集使用机器语言(二进制代码-01代码)直接对硬件机器进行编程,编写完的程序直接在计算机系统当中实际的硬件上直接进行执行。

    之后为了简化01代码,就提出了汇编语言-符号语言(对应的机器为虚拟机器M2)进行编程,将机器语言符号化。但是,汇编语言还得需要转换成机器语言,计算机才能执行。

    后来,人们提出高级语言(对应的机器为虚拟机器M2)。高级语言要想在计算机上执行必须有编译程序或解释程序。由编译程序或解释程序生成对应的目标程序生成可执行代码。相当于在汇编语言的机器上又加了一层软件。直接在机器上就可以执行了。

    在汇编语言和机器语言之间的是操作系统-管理软硬件之间的资源(对应的机器虚拟机器)。汇编语言的程序员可以利用操作系统提供的功能进行编程。

    一条机器指令继续进行细化,在每一个时间点上,能够执行的操作放在微指令当中。执行之中有先后顺序的操作我们把它们放在不同的微指令当中。微指令的执行顺序控制操作之间的执行顺序。这样的话,对于利用微指令编写微程序来实现机器语言指令的程序员来说,他所面对的机器就是一个微程序的机器,这个机器能够执行微指令,微程序,进而实现对机器语言的操作运行(微指令对应的机器为微程序机器M0)。

    问题2:计算机组成与计算机体系结构从研究内容上来说有什么区别呢?

    三、计算机体系结构和计算机组成

    计算机体系结构:有无乘法指令

    程序员所见到的计算机系统的属性概念性的结构与功能特性
    (指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理)
    计算机组成:如何实现乘法指令
    实现计算机体系结构所体现的属性(具体指令的实现——逻辑实现)
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