计算机体系结构分类具体讲解

作者:课课家教育更新于： 2017-03-29 19:11:58

　　计算机体系结构（ComputerArchitecture）是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。按照计算机系统的多级层次结构，不同级程序员所看到的计算机具有不同的属性。一般来说，低级机器的属性对于高层机器程序员基本是透明的，通常所说的计算机体系结构主要指机器语言级机器的系统结构。经典的关于“计算机体系结构（computerarchitecture）”的定义是1964年C.M.Amdahl在介绍IBM360系统时提出的，其具体描述为“计算机体系结构是程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性”。

　　计算机体系结构，计算机组织和计算机实现三者的关系如下：

　　（1）计算机体系结构是指计算机的概念性结构和功能属性

　　（2）计算机组织是指计算机体系结构的逻辑实现，包括机器内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等（常称为计算机组成原理）

　　（3）计算机实现是指计算机组织的物理实现

　　计算机体系结构分类具体流程图片如下：

　　计算机体系结构就是指适当地组织在一起的一系列系统元素的集合，这些系统元素互相配合、相互协作，通过对信息的处理而完成预先定义的目标。通常包含的系统元素有：计算机软件、计算机硬件、人员、数据库、文档和过程。其中，软件是程序、数据库和相关文档的集合，用于实现所需要的逻辑方法、过程或控制；硬件是提供计算能力的电子设备和提供外部世界功能的电子机械设备(例如传感器、马达、水泵等)；人员是硬件和软件的用户和操作者；数据库是通过软件访问的大型的、有组织的信息集合；文档是描述系统使用方法的手册、表格、图形及其他描述性信息；过程是一系列步骤，它们定义了每个系统元素的特定使用方法或系统驻留的过程性语境

   （1）宏观上按处理机的数量进行分类

　　1.单处理系统

　　2.并行处理与多处理系统

　　3.分布式处理系统

　　（2）微观上按并行程度分类

　　1.Flynn分类法（按指令流和数据流的多少进行分类）

　　（指令流为机器执行的指令序列，数据流是由指令调用的数据序列）

　　①单指令流，单数据流（SISD）

　　每个指令部件每次仅译码一条指令，而且在执行时仅为操作部件提供一份数据。

　　②单指令流，多数据流（SIMD）

　　一种采用一个控制器来控制多个处理器，同时对一组数据（又称“数据矢量”）中的每一个分别执行相同的操作从而实现空间上的并行性的技术。

　　③多指令流，单数据流（MISD）

　　使用多个控制器来异步地控制多个处理器，但是在执行时仅为操作部件提供一份数据。

　　④多指令流，多数据流（MIMD）

　　是使用多个控制器来异步地控制多个处理器，从而实现空间上的并行性的技术。

　　2.冯泽云分类法（按并行度对各种计算机系统进行结构分类）

　　①字串行位串行（WSBS）

　　同时只对一个字的一位进行处理

　　②字并行位串行（WPBS）

　　同时对许多字的同一位（称位片）进行处理

　　③字串行位并行（WSBP）

　　同时对一个字的全部位进行处理

　　④字并行位并行（WPBP）

　　同时对许多字的全部或部分位进行处理

　　3.Handler分类法（在系统中三个层次上按并行程度及流水线处理程度分类）

　　①PCU（处理控制器器或宏流水）K级

　　②ALU（算逻部件或指令流水）D级

　　③BLC（位级电路或操作流水）W级

　　4.Kuck分类法（用指令流和执行流及其多重性来描述计算及系统控制结构的特征）

　　①单指令流单执行流（SISE）

　　②单指令流多执行流（SIME）

　　③多指令流单执行流（MISE）

　　④多指令流多执行流（MIME）

　　老师来总结一下计算机体系结构的具体分析1·机内数据表示：硬件能直接辨识和操作的数据类型和格式2·寻址方式：最小可寻址单位、寻址方式的种类、地址运算。3·寄存器组织：操作寄存器、变址寄存器、控制寄存器及专用寄存器的定义、数量和使用规则。4·指令系统：机器指令的操作类型、格式、指令间排序和控制机构。5·存储系统：最小编址单位、编址方式、主存容量、最大可编址空间。6·中断机构：中断类型、中断级别，以及中断响应方式等。7·输入输出结构：输入输出的连接方式、处理机/存储器与输入输出设备间的数据交换方式、数据交换过程的控制。8·信息保护：信息保护方式、硬件信息保护机制。

　　更多详细内容，尽在课课家教育，我们等待着您的咨询！