计算机系统结构基础：虚拟机、透明性与冯·诺依曼架构

"物联网全栈教程-从云端到设备（全集）的第三部分讨论了重复设置部件，可能涉及物联网设备的配置与管理。" 在计算机科学和物联网领域，重复设置部件通常指的是在系统中多次配置或实例化的组件。这在物联网环境中尤其常见，因为物联网系统往往由多个设备组成，每个设备都需要正确配置以确保它们能协同工作。这部分教程可能是讲解如何有效地管理和配置这些设备，以构建稳定、可靠的物联网网络。 首先，层次机构是理解计算机系统结构的关键概念。它将计算机系统划分为多个层级，从底层的硬件到高层的应用程序。在物联网环境中，这可能涉及到从微控制器级别的硬件配置到云端平台的应用接口的层层构建。 虚拟机是软件模拟的硬件环境，允许不同级别的操作系统或应用程序在同一硬件平台上运行。在物联网场景中，虚拟机可能用于隔离不同设备的操作系统，提供安全性和兼容性。 翻译和解释是两种不同的程序执行方式。翻译是将高级语言转换为机器语言的过程，而解释则是逐行执行高级语言代码，不生成中间的机器码。在物联网设备的编程中，解释执行可能更常见，因为它通常需要较少的内存和计算资源。 计算机系统结构是程序员看到的计算机的逻辑构造，包括其功能和操作特性。透明性是指某些复杂细节对用户来说是隐藏的，例如内存管理或网络通信协议。在物联网中，系统结构的设计需要考虑到设备间的通信透明性。 计算机组成指的是系统的逻辑设计，包括处理单元、内存和其他组件的数据流和控制流。实现则关注硬件层面，如集成电路、物理布局和制造工艺。 系统加速比衡量了优化特定部分后系统整体性能提升的程度。Amdahl定律指出，性能提升受限于改进部分在整个系统执行时间中的占比，这对于物联网系统优化至关重要。 程序的局部性原理指出，程序倾向于在时间和空间上连续访问数据，这对缓存设计有重要影响。在物联网设备上，有效利用局部性可以提高能源效率和性能。 CPI（每条指令执行的平均时钟周期数）是评估处理器效率的指标。测试程序套件用于全面评估计算机性能，包括物联网设备的响应速度和数据处理能力。 存储程序计算机，即冯·诺依曼结构，是现代计算机的基础，程序和数据都存储在内存中，按照指令顺序执行。在物联网中，这意味着设备需要加载并执行预编程的指令来执行任务。 系列机是指具有相同系统架构但硬件配置各异的计算机家族，这在物联网硬件供应商中很常见，他们可能提供不同性能和成本的设备以满足不同需求。 软件兼容性强调程序在不同硬件平台上的可移植性，而向上或向下兼容性则指软件在新旧版本的硬件或软件环境中运行的能力。在物联网中，设备和云平台之间的兼容性至关重要，以确保数据的无缝传输和设备的持续更新。 这个物联网全栈教程的第三部分可能深入探讨了如何高效地配置和管理物联网设备，以及这些设备在系统结构、性能评估和软件兼容性方面的重要考虑因素。