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计算机体系结构主要包括

希赛网 2023-11-19 17:41:42

计算机体系结构是指计算机硬件和软件的结构和组成方式。可以理解为计算机的内部构造和工作原理。计算机体系结构通过下列角度进行介绍和分析。

一、存储器层次结构

存储器层次结构是指计算机中各种存储器之间相对应的组织关系。按照存储器的工作速度逐层递减,主存储器由最快到最慢,如寄存器,高速缓存,主存,辅助存储器等。每级存储器都具有一定的容量和价格,所以存储器层次结构的设置需要根据实际需求进行权衡和设计。

二、指令系统

计算机的指令系统是计算机硬件和软件的“翻译桥梁”,负责将软件代码转换成可执行的二进制指令。指令系统的设计需要考虑诸如指令长度、寻址方式、操作码、寄存器数量等因素。因此,指令系统是计算机体系结构设计中的关键因素之一。

三、处理器

处理器是计算机核心部件之一,主要负责执行计算机指令系统中的指令。目前主流的处理器分为CISC与RISC两种类型,CISC处理器指令丰富,而指令长度有时甚至超出了指令长度码,而RISC处理器则更快,指令只占用一个时钟周期。

四、总线结构

计算机体系结构中最重要的结构之一就是总线结构。总线负责处理各种数据和指令的传输,将各种硬件组件连接起来。由于处理器与存储器等外部设备之间的传输速度差异巨大,而总线能够协调各部件之间的数据传输,保证数据的传输效率,是计算机体系结构中一个不可或缺的部分。

五、输入输出结构

计算机的输入输出设备与处理器之间的数据传输通过输入输出结构实现。输入输出结构并不影响主要计算机性能,但是对于计算机系统的功能拓展至关重要。输入输出设备包括键盘、鼠标、打印机、硬盘驱动器等,通过输入输出结构,输入输出数据被传输到处理器中进行处理。

综上所述,计算机体系结构的主要包括存储器层次结构、指令系统、处理器、总线结构和输入输出结构。计算机体系结构的不同设计策略对于计算机系统的性能产生了显著的影响。因此,计算机体系结构的研究领域一直受到广泛关注。

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