计算机体系结构是指计算机硬件和软件系统的组织方式,它定义了计算机内部组件如CPU、内存、输入输出设备等如何协同工作以处理信息。以下是一些关键概念和组成部分:
冯·诺依曼结构
程序和数据共享同一个内存设备。
使用二进制计算代替十进制或其他进制。
计算机组成
包括硬件(CPU、内存、输入输出设备等)和软件(程序、数据库和相关文档)。
指令集结构
精简指令集计算机(RISC):具有较少、较简单的指令。
复杂指令集计算机(CISC):具有较多、较复杂的指令。
系统结构
单机系统:单一计算机系统。
分布式系统:多个计算机通过网络连接。
集群系统:多个计算机组成一个整体,共同工作。
云计算系统:通过互联网提供计算资源。
存储体系
包括寄存器、内存(主存)、外存(如硬盘)。
寄存器:容量小,速度快,对程序员不透明。
软件体系结构
包括处理构件、数据构件和连接构件。
计算机系统的层次结构
微程序设计级:硬件级,直接执行微指令。
一般机器级:机器语言级,解释机器指令系统。
操作系统级:混合级,由操作系统程序实现。
汇编语言级:符号形式语言,简化程序编写。
高级语言级:面向用户,由高级语言编译程序支持。
这些概念共同构成了计算机体系结构的基础,程序员和用户通常关注的是更高层次的结构和功能特性,而底层的硬件细节通常对用户是透明的