電腦體繫結構概括總結

 

                 電腦體繫結構概括總結

 

一．    電腦體繫結構的基本概念

  1.1概念定義：電腦體繫結構是程式員所看到的電腦屬性，即概念性結構與功能特性。

 

  1.2電腦系統的階層

L1：微程式機器級—>L2: 機器語言—>L3: 作業系統虛擬機器—>L4: 組合語言虛擬機器—>L5:進階語言虛擬機器—>L6: 應用語言虛擬機器。

 

  1.3電腦體繫結構與電腦群組成，電腦實現的區別：

     電腦系統結構指的是電腦系統地軟硬體的介面，即機器語言程式員看到的傳統機器級所具有的屬性。

     電腦群組成指的是電腦系統結構的邏輯實現，包含物理機器級中的資料流和控制流程的組成和邏輯設計。

     電腦實現指的是電腦群組成的物理實現，包括處理機，記憶體等組件的物理結構，器件的整合度和速度等。著眼於器件技術和微組裝技術。

 

 

  1.4電腦系統結構的分類：

     a. 馮氏分類法：用系統地最大並行度對電腦進行分類。

     b.  Flynn分類法：按照指令流和資料流的多倍性進行分類。

         （1）.單指令流單資料流（SISD）

          （2）.單指令流多資料流（SIMD）

（3）多指令流單資料流（MISD）

（4）多指令流多資料流（MIMD）

 

 

  1.5 電腦系統設計的定量原理

       a. 以經常性事件為重點。

       b. Amdahl定律（加快某組件執行速度所能獲得的系統效能加速比，受限於該組件的執行時間占系統中總執行時間的百分比）

           （1）系統加速比=（系統效能改進後）/（系統效能改進前）

             。。。。。。

二.電腦指令結構

2.1 分類再說：

  （1）堆棧結構

   （2）累加器結構

   （3）通用寄存器結構

2.2定址方式：

    2.2.1定義：指一種指令集結構如何確定所要訪問的資料的地址

2.3指令集結構的功能設計

   2.3.1基本要求：完整性，規整性，高效率和相容性。（相當折磨人）

 

2.4運算元的類型和大小

    2.4.1表示運算元類型的方法有兩種：

              a.

              b．。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

2.5指令格式的設計

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三.流水線技術

   3.1 先介紹什麼是重疊執行和先行控制。

   3.2 基本概念：把一個重複的過程分解為若干子過程，每一個子過程由專門的功能組件來實現。將多個處理過程在時間上錯開，依次通過各功能段，這樣，每一個子過程就可以與其他子過程並行進行。

 

1.      流水線分類：

a)      

b)      

c)       

d)      

e)      

   3.3 流水線的效能指標

  。。。。。。。。。。。。

  3.4 流水線的相關和衝突

。。。。。。。。。。。

 3.5 流水線的應用 向量處理機

   。。。。。。。。

 四．指令集並行

 

五．儲存層次

   5.1從單級儲存空間到多級儲存空間

 

   5.2儲存層次的績效參數

  。。。。。。。。。。。。。

5.3  cache – 主存  和主存---輔存

。。。。。。、

5.4 cache基本知識

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 5.5降低cache失效率的方法

  。。。。。。。。。

     5.6減少cache失效開銷

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     5.7  減少命中時間

   。。。。。。。。。。。。

 

六．輸入輸出系統

    6.1  I/O系統效能與CPU效能

    6.2  I/O系統地可靠性，可用性，可信性。

    。。。。。。。。。。。。。

 

   6.3  廉價磁碟冗餘陣列RAID

   。。。。。。。。。。。。。。。。

6.4 匯流排

6.4.1 匯流排的設計

    。。。

6.5  通道處理機

    

6.5.1通道作用和功能

。。。

    6.5.2  通道工作過程

。。。。。。。

   6.5.3  通道的種類

  。。。。

 

 

七  互連網路

   7.1 基本概念

      。。

   7.2 互連網路的結構

     7.2.1 靜態互連網路與動態互連網路

八 多處理機

 

九  機群電腦

   9.1 機群基本結構 

9.1.1 機群的軟體模型

        。。。。。。。。。。。

     9.2 機群的特點

     9.3 機群的分類

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特別說明： 本文章參照張晨曦的《電腦系統結構》來整理的，。。。。。表示還有重要知識點未錄入。   

 

個人說明： 體繫結構的學習可以從宏觀上把握，再具體而微，體現了軟體工程的物件導向的思想。