計算機組成原理--第1章計算機概論-在線瀏覽
2024-12-06 03:29本頁面
【正文】 功能即可。 ? 第二個層次：微體系結(jié)構(gòu)層 。 ? 第四個層次：操作系統(tǒng)層 。 ? 第六個層次：高級語言層 。 2. 層次劃分中的軟件和硬件范圍 ? 第一層和第二層應(yīng)該劃分到計算機硬件范圍內(nèi) ? 指令系統(tǒng) （ 第三層 ） 則介于硬件與軟件之間 ? 第四至第七層則屬于虛擬機器層 計算機系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu) ，如圖 13 所示。從圖可見，外面的一層都是對其內(nèi)層的一種功能擴展，內(nèi)部的一層都是實現(xiàn)其外一層的基礎(chǔ)。 應(yīng)用層 高級語言層 匯編語言層 操作系統(tǒng)層 微體系結(jié)構(gòu)層 指令系統(tǒng)層 數(shù)字邏輯層 圖 13 計算機的逐層功能擴展 軟、硬件界面與邏輯上的等價 計算機系統(tǒng)以硬件為基礎(chǔ)，通過軟件擴充其功能，并以執(zhí)行程序的方式體現(xiàn)其功能。但是，硬件與軟件之間的界面，如功能分配關(guān)系常隨技術(shù)的發(fā)展而變化。 硬件的基本任務(wù)是識別與執(zhí)行指令代碼。指令系統(tǒng)是硬件與軟件之間的界面。 即將原來依靠軟件才能實現(xiàn)的一些功能 ， 改由大規(guī)模 、 超大規(guī)模集成電路直接實現(xiàn) ， 如浮點運算、 存儲管理等 。 利用程序設(shè)計技術(shù)和擴大微程序的容量 ， 可以使原來屬于軟件級的一些功能納入微程序一級中 。 從信息形態(tài)上講 ， 微程序類似于軟件；從器件形態(tài)上講 ， 它固化在硬件芯片內(nèi)；從邏輯功能上講 ， 它屬于硬件 CPU的范疇 ， 因而稱為固件。 從用戶看 ， 它們是系統(tǒng)硬件 (如系統(tǒng)板 )的一部分 。 依據(jù)計算機體系結(jié)構(gòu)，在確定并分配了硬件子系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)和功能特性的基礎(chǔ)上，設(shè)計計算機各部件的具體組成及它們之間的連接關(guān)系，實現(xiàn)機器指令級的各種功能和特性。 計算機的體系結(jié)構(gòu)、組成和實現(xiàn) 是計算機組成的物理實現(xiàn) 。 總之 ， 就是把完成邏輯設(shè)計的計算機組成方案轉(zhuǎn)換成真實的計算機 ， 也就是把滿足設(shè)計和運行 、 價格等各項要求的計算機系統(tǒng)真正地制作并調(diào)試出來 。信息的輸入、輸出，以及信息在計算機內(nèi)的傳送、存儲和被加工，這些就是信息在計算機系統(tǒng)中的主要活動。 當(dāng)打開主機電源后 ， 計算機硬件自己產(chǎn)生的信息；或在計算機運行過程中 ， 按下 Reset鍵后計算機硬件產(chǎn)生的信息；或在計算機運行過程中 ， 不是根據(jù)程序 ， 而是根據(jù)外設(shè)請求而進入相應(yīng)的狀態(tài)周期 (DMA周期或中斷周期 )， 在此狀態(tài)周期內(nèi)計算機硬件所產(chǎn)生的信息 。 信息進出計算機系統(tǒng) 完成將人能識別的信息轉(zhuǎn)換為計算機能識別的二進制信息。 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備各有自己的控制系統(tǒng)，它們依靠自己的控制系統(tǒng)來實現(xiàn)計算機內(nèi)的二進制信息和相應(yīng)設(shè)備產(chǎn)生 (輸入設(shè)備 )或需要的信息 (輸出設(shè)備 )之間的轉(zhuǎn)換。 不同外圍設(shè)備的接口一般是不同的，甚至差別很大，因為不同的外圍設(shè)備需要進行不同的信息轉(zhuǎn)換，并且完成這種信息轉(zhuǎn)換的時間也不相同。計算機主機是通過接口狀態(tài)寄存器中的完成標(biāo)志位來了解外圍設(shè)備目前的工作狀況的，而主機與外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換又是通過接口中的數(shù)據(jù)寄存器來完成的。 2. 主機系統(tǒng)中的信息活動 主機系統(tǒng)中的信息活動，可以概括為傳送、存儲和加工。 2)信息在傳送過程中被加工 信息在主機系統(tǒng)中的活動 信息的加工是在其傳送過程中實現(xiàn)的 ， 但這個傳輸部件就不是一般的數(shù)據(jù)總線了 。 計算機系統(tǒng)中信息傳送的通路 在計算機系統(tǒng)中，并不是任意兩個存儲空間之間都可以直接傳送信息的。圖 14所示為計算機系統(tǒng)中信息傳送的主要通路。 圖 14 計算機系
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