计算机系统结构：层次划分与指令系统详解

本资源是一份关于计算机系统结构的PPT，涵盖了多个章节，包括基本概念、指令系统、存储系统、输入输出系统以及各种类型的处理器如标量处理机、向量处理机、互连网络和并行处理机等。主要内容深入解析了计算机系统结构的核心原理。 1. **计算机系统结构的基本概念**： - 定义了计算机系统的层次结构，强调了不同角色（如硬件设计者、程序员、系统管理员等）所关注的层次差异，以及从虚拟机的角度理解计算机系统属性的重要性。 - 层次结构按实现方式分为硬联逻辑、微程序控制、机器语言、操作系统、汇编语言、高级语言和应用语言等不同级别。硬件层面（第0-1级）涉及底层物理实现，而软件层面（第2-6级）则代表虚拟化程度逐渐增强的计算机系统。 - Amdahl的定义指出，程序员关注的是计算机的概念性结构和功能特性，这些特性包括编程语言（如汇编语言、机器语言）、操作系统、以及为了在特定硬件上运行程序所需的最低级抽象。 2. **指令系统与存储系统**： - 指令系统是计算机硬件和软件交互的关键部分，它定义了如何用二进制代码表示和执行操作。 - 存储系统则负责数据的存储和检索，包括主存储器、控制器以及不同类型的外部设备（如硬盘、打印机等）。 3. **输入输出系统**： - 描述了计算机如何与外部世界进行交互，包括硬件接口和软件支持。 4. **处理器类型**： - 包括标量处理机和向量处理机，前者一般处理单个数据，后者则针对大量数据并行处理。 - 互连网络和并行处理机则探讨了多处理器系统中的通信和协同工作。 5. **系统分类与发展**： - 计算机系统按照学科领域可分为计算机组织与结构（硬件层面）、系统软件（如操作系统）和应用软件（如高级语言和应用语言机器）。 - 计算机系统结构的发展历程也提及了随着技术进步，虚拟化和软件定义的程度不断提高。 通过这份PPT，学习者可以深入了解计算机系统内部运作机制，掌握从底层硬件到上层软件的架构设计，并理解不同级别的计算机系统及其在实际应用中的角色。