怎样查询计算机架构 机算机架构

计算机的基本组成

计算机系统的层次结构

• 逐层抽象，

M0 微指令系统环境, -> M1机器语言 -> M2操作系统 -> M3汇编语言 -> M4 高级语言

计算机体系结构、计算机组成、计算机实现

计算机体系结构和计算机组成研究内容上的区别：

• 计算机体系结构：定义计算机系统的属性概念性的结构与功能特性 （定义属性）
• 计算机组成： 实现计算机体系结构所体现的属性 （逻辑实现）
• 计算机实现： 计算机组成的物理实现（物理实现）

现代计算机硬件框图

系统复杂性管理的方法 （3Y）

• 层次化：将被设计的系统划分为多个模块 或 子模块
• 模块化：明确定义的功能和接口
• 规则化： 定下标准使模块更好得被复用

冯诺依曼计算机的特点：

• 存储程序
• 计算机由五大部件组成

• 控制器
• 存储器
• 运算器
• 输入输出设备

• 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址访问
• 指令和数据用二进制表示
• 指令由操作码和地址码组成
• 以运算器为中心

冯诺依曼计算机硬件框架：

哈佛结构

**是一种将程序指令储存和数据储存分开的存储器结构。**中央处理器首先到程序指令储存器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据储存器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令储存和数据储存分开，数据和指令的储存可以同时进行，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。

哈佛结构的特点

• 与冯诺依曼结构比较，哈佛结构处理器有两个明显的特点：

• 使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，不允许指令和数据护存
• 使用独立的两条总线分别作为cpu与每个存储器之间的专用通信路径，两条总线不关联

哈佛结构示图：

Amdahl定律

• Amdahl定律指出：当对系统中的某个不见进行改进后，所能获得的整个系统的性能提升，仅受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。

可以用来计算改进计算机系统后的加速比

$加速比 = \frac{系统性能（改进后）}{系统性能（改进前）} = \frac{总执行时间（改进后）}{总执行时间（改进前）}$