掌握计算机系统结构：层次、冯诺依曼架构与设计原则

本章主要探讨了计算机系统结构的核心概念和关键知识点。首先，它强调了计算机系统的层次结构，这是理解整个系统如何组织和交互的基础，包括硬件、操作系统、应用程序等各个层面。层次结构有助于我们分析系统的复杂性并设计有效的解决方案。 其次，章节定义了计算机系统结构的内涵，它是从用户角度研究计算机，关注的是用户看到的抽象模型，以及编写可执行程序所需的计算机特性。这涉及到计算机体系的不同设计风格，如中国宫廷式、欧洲哥特式到阿拉伯风格，这些例子可能只是比喻，用来说明设计多样性和历史演变。 冯·诺依曼结构作为经典的计算机体系架构，其发展过程和影响是本章的重点之一。这种结构以存储程序方式为核心，对现代计算机架构有着深远的影响。此外，透明性、系列机和兼容性等概念也被深入解析，它们在设计和评估计算机系统时起到关键作用。 理解计算机系统的分类方法也是学习内容的一部分，比如通过体系结构类型（如冯·诺依曼、超标量、超流水线等）来区分不同类型的计算机。课程还强调了计算机系统结构在当前技术变革中的重要性，如新兴的非冯·诺依曼计算机和并行处理技术的发展。 学习计算机系统结构的目的包括建立完整的计算机系统概念，掌握分析和设计方法，跟踪最新的研究成果，并推动自主知识产权计算机的设计。课程内容涉及与其他学科的交叉，如计算机组成、操作系统等，以及快速发展的实现技术和新型处理器架构。 课程安排方面，强调了理论与实践的结合，课内教学时间与课外自学的结合，鼓励学生通过阅读参考资料深入了解国内外计算机系统的最新动态。本章提供了一个全面的框架，帮助读者理解和设计复杂的计算机系统，适应不断变化的技术环境。