计算机系统概论

最新推荐文章于 2022-01-12 17:56:27 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/bitrocco/p/7732339.html

本文内容来源于教材摘抄
教材：《微机与单片机原理》（第 4 版）. 孙旭飞主编

计算机的主机中流动着两类信息流：指令流和数据流。由主存储器流向控制器的信息流称为指令流；由主存储器流向运算器或由运算器流向主存储器的信息流称为数据流。控制器依据指令发出控制信号，即控制流，控制整机工作来处理信息。

计算机中的程序、数据和文档称为计算机软件。计算机软件一般分为系统软件和应用软件两类。如下图所示：

系统软件是方便用户使用计算机，发挥计算机效率、功能的基础软件。它负责计算机系统的调度管理，提供程序的运行环境和开发环境，并且向用户提供各种服务。
应用软件是用各种程序设计语言编写出来的具有特定功能的程序。

这一部分可以参考我写的另一篇随笔 计算机语言

为提高计算机系统的性价比，设计指令集结构时有两种不同的优化策略。计算机系统设计师把指令集分为两大类，分别为复杂指令集计算机（Complex Instruction Set Computer，CISC）和精简指令集计算机（Reduced Instruction Set Computer，RISC）。

1. CISC 的设计思想及特点

随着半导体技术和微电子技术的发展，硬件成本降低，越来越多的高级复杂指令被添加到指令系统中。但是由于当时的存储器速度慢并且容量小，为减少对存储器的存取操作，减小软件开发难度，设计人员将复杂指令功能通过微程序实现，再将微程序固话或硬化后交由硬件实现，这就是CISC系统的设计思路。

2. RISC 的设计思想及特点

计算机系统的体系结构可分为冯·诺依曼结构（也称为普林斯顿结构）和哈佛结构。

数学家冯·诺依曼被称为“电子计算机之父”，而不是首台电子计算机 ENIAC 的两位实际研制者，这是因为冯·诺依曼提出了现代计算机的体系结构。
冯·诺依曼结构的特点如下所示：

哈佛体系结构的特点如下：

使用哈佛结构的微处理器/微控制器有很多，包括接下去要学习的 80C51 系列单片机，还有摩托罗拉公司的 MC68 系列、Zilog 公司的 Z8 系列、Microchip 公司的 PIC 系列芯片、ATMEL 公司的 AVR 系列和 ARM 公司的 ARM9、ARM10 和 ARM11。

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