9、计算机系统与计算平台全解析

计算机系统与计算平台全解析

1. 计算机系统关键机制概述

在构建完整的计算机系统时，需要运用众多机制。例如，中断在指令集中的直接可见性较低，但对输入输出操作却至关重要；同样，内存管理对大多数程序而言是不可见的，但对创建一个可运行的系统却起着关键作用。

虽然我们并非直接关注计算机架构的细节，但底层CPU硬件的特性会对程序产生重大影响。在设计嵌入式系统时，我们通常会关注执行速度和功耗等特性。了解决定性能和功耗的因素，将有助于我们后续开发优化程序的技术，以满足这些标准。

以下是一些重要的知识点总结：
- I/O 方式 ：主要有轮询和中断驱动两种。
- 中断特性 ：中断可以进行向量处理和优先级排序。
- 管理模式 ：管理模式有助于保护计算机免受程序错误的影响，并提供控制多个程序的机制。
- 异常处理 ：异常是内部错误，陷阱或软件中断由指令显式生成，二者的处理方式与中断类似。
- 缓存机制 ：缓存为少量主内存位置提供快速存储，可分为直接映射和组相联两种类型。
- 内存管理 ：内存管理单元将逻辑地址转换为物理地址。
- 协处理器 ：协处理器提供了一种在硬件中可选地实现某些指令的方式。
- 性能影响因素 ：程序性能会受到流水线、超标量执行和缓存的影响，其中缓存对指令执行时间的可变性影响最大。
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