计算机系统知识：硬件基础、系统结构与分类

计算机系统知识 计算机系统知识是计算机科学和技术的基础之一，对于计算机专业的学生和从业人员来说是非常重要的。下面是计算机系统知识的详细解释和知识点总结： **计算机系统结构** 计算机系统结构是指机器语言级机器（物理机器）的系统结构，它主要研究软件、硬件功能分配，确定软件、硬件界面（机器级界面），即从机器语言程序员或编译程序设计者的角度所看到的机器物理系统的抽象。计算机系统结构包括计算机的发展历史、冯式结构计算机的组成部分、计算机的工作过程等方面。 **冯式结构计算机的组成部分** 冯式结构计算机的组成部分包括存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。其中，存储器是计算机系统的重要部分，包括 Cache 和虚拟存储器等。 **计算机的工作过程** 计算机的工作过程是指用户使用各种编程语言把所需要完成的任务以程序的形式提交给计算机，然后翻译成计算机能直接执行的机器语言程序，在计算机上运行。 **计算机系统的分类** 计算机系统可以根据不同的分类方法进行分类，常见的分类方法包括 Flynn 分类、冯氏分类、Handler 分类和 Kuck 分类等。 **Flynn 分类** Flynn 分类是根据不同指令流—数据流组织方式把计算机系统分成 4 类，包括单指令流单数据流 SISD、单指令流多数据流 SIMD、多指令流单数据流 MISD 和多指令流多数据流 MIMD 等。 **冯氏分类** 冯氏分类是以最大并行度 Pm 把计算机系统结构分为 4 类，其中字宽 W 表示在一个字中同时处理的二进制位数，位宽 B 表示在一个位片中能同时处理的字数。 **Handler 分类** Handler 分类是根据并行度和流水线处理的程度将计算机系统结构分成 3 个层次，包括程序控制部件 PCU 的个数 K 等。 **计算机组成和计算机实现** 计算机组成是指计算机系统的逻辑实现，包括机器内部数据流和控制流的组成以及逻辑设计等，其目标是合理的把各种部件、设备组成计算机，以实现特定的系统结构，同时满足所希望达到的性能价格比。计算机实现是指计算机组成的物理实现。 **RISC 和并行处理技术** RISC（Reduced Instruction Set Computing）是一种计算机架构设计方法，旨在通过减少指令集来提高计算机的性能。并行处理技术是指在计算机系统中使用多个处理器或核心来提高计算性能。 **数学部分** 数学部分是计算机系统知识的重要组成部分，包括数字电路、离散数学、概率论和统计学等方面的知识。 计算机系统知识是计算机科学和技术的基础之一，对于计算机专业的学生和从业人员来说是非常重要的。了解计算机系统知识可以帮助我们更好地理解计算机的工作原理和设计理念，提高计算机系统的性能和可靠性。