计算机系统构造详解：从硬件到软件的探索

"深入理解计算机系统复习清华(“计算机系统”文档)共70张.pptx" 这篇文档涵盖了计算机系统的重要概念，包括计算机组成原理、计算机系统构造、汇编语言、冯诺依曼计算机的特点以及处理器运算速度的提升策略。以下是详细的知识点解析： 1. 计算机组成原理： - 数据表示：指的是硬件识别和处理的数据类型，如整数、浮点数、字符等。 - 寻址技术：涉及内存的编址方式、寻址方式（直接寻址、间接寻址等）和定位方式。 - 存储器定义：描述了存储器的种类、容量和工作原理，比如RAM和ROM。 - 指令系统：包括指令的操作类型、格式和排序，是CPU执行的基本指令集。 - 存储系统：强调快速、大容量和低成本的需求，通常涉及高速缓存和主存。 - 中断系统：中断类型、中断级别和响应方式，用于处理异步事件。 - 输入输出系统：关注数据交换方式和交换过程控制，如DMA和中断驱动I/O。 2. 计算机系统构造： - 功能部件设计：如处理器、主存储器等硬件组件的实现。 - 数据通路宽度：影响数据传输的速度和效率。 - 并行度：如何设计实现多任务并行处理。 - 缓冲和排队策略：用于优化数据传输和处理。 - 控制机构：控制器如何协调系统中各个部分的工作。 - 可靠性技术：确保系统稳定性和容错能力。 3. 汇编语言： - 它是一种符号化的机器语言，包含宏构造，便于编程和理解。 4. 冯诺依曼计算机特点： - 存储程序：程序和数据存储在同一存储空间中。 - 运算器为中心：运算器执行所有算术和逻辑运算。 - 集中控制：由一个中央控制器统一调度所有操作。 - 顺序执行：指令通常按存储顺序执行，分支通过转移指令实现。 - 一维存储结构：每个地址对应唯一的存储单元。 5. 处理器运算速度提高： - 提高主频：增加流水线级数，减少门电路延迟。 - 提高指令级并行度IPC：通过指令解码和执行的并行化。 - 提高线程级并行度TPC：支持多核心或多线程处理。 这些知识点构建了一个全面的计算机系统知识框架，涵盖了从底层硬件到高级软件的多个层面，对于理解计算机系统运行机制和优化方法具有重要作用。