计算机体系结构和计算机组成
两个概念的区别
计算机体系结构是那些对成员可见的系统属性。换句话说, 这些属性直接影响到程序的逻辑执行。
计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,是实现结构规范的操作单元及其相互连接。
计算机体系结构的属性包括指令集、用来表示各种数据类型的比特数、输入输出机制以及内存寻址技术。
计算机组成的属性包括那些对程序员可见的硬件细节,如控制信号、计算机和塞舌的接口以及存储器使用的技术。
结构和功能
计算机是一个复杂的系统,包含数百万个电子元件,复杂系统的关键是分层性质。层次系统是一系列相互关联的子系统,每个子系统又在结构上分层,直到分成我们所能达到的一些基本子系统的最低级。
结构: 部件相互关联的方法
功能:作为结构组成部分的各个独立部件的操作。
基本功能
计算机的基本功能有:数据处理、数据存储、数据传输和控制。
![图1.1-1.jpg](https://p.ananas.chaoxing.com/star3/origin/1a17f17293e0186a94e76234b18306b5.jpg)
图1.1-1 计算机的功能
![图1.1-2.jpg](https://p.ananas.chaoxing.com/star3/origin/5cf7e9033220f2bba701f9ecbb6f9bd3.jpg)
图1.1-2 计算机的功能流程
结构组件
计算机中有四种主要的结构组件:
中央处理器(Center Processor Unit, CPU): 它控制计算机的操作并且执行数据处理功能,简称处理器。
主存储器 (Main Memory):存储程序和数据
输入输出 (Input / Output, I/O): 在计算机和外部设备之间传输数据
系统互连:为CPU、主存储器和I/O之间提供通信机制,也就是总线系统。
![图1.1-3.jpg](https://p.ananas.chaoxing.com/star3/origin/65adb1835adb7c6e3525716045fbf91a.jpg)
图1.1-3 计算机:顶层结构
总线结构(小、微型机的典型结构)
所谓总线(Bus)是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路,它能分时地发送与接收各部件的信息。
系统总线按传送信息的不同可以分为:地址总线、数据总线和控制总线。地址总线(Address Bus)由单方向的多根信号线组成,用于CPU向主存、外设传输地址信息;数据总线(Data Bus)由双向的多根信号线组成,CPU可以沿这些线从主存或外设读入数据,也可以沿这些线向主存或外设送出数据;控制总线(Control Bus)上传输的是控制信息,包括CPU送出的控制命令和主存(或外设)返回CPU的反馈信号。
![图1.1-4.jpg](https://p.ananas.chaoxing.com/star3/origin/c01f36ca420f2db3b60fac9ca0cf71e8.jpg)
图1.1-4 小、微型计算机的典型结构
大、中型计算机的典型结构
大、中型计算机系统的设计目标更着重于系统功能的扩大与效率的提高。在系统连接上分为四级:主机、通道、设备控制器和外部设备。
![图1.1-5.jpg](https://p.ananas.chaoxing.com/star3/origin/ca03a922f990a979defe469f08b275ec.jpg)
图1.1-5 大、中型计算机的典型结构