软件系统B/S架构分析:层次结构详解

计算机系统概论

  • 计算机系统软硬件概念
  • 计算机系统的层次结构
  • 计算机组成和计算机体系结构
  • 计算机的基本组成
  • 计算机的工作过程
  • 计算机硬件的主要技术指标


计算机系统软硬件概念

计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

硬件:计算机的实体部分(主机,外部设备)
软件:由人们事先编制的具有各类特殊功能的程序组成。(系统软件和应用软件)

计算机系统的层次结构

下图是一个常见的五级计算机系统的层次结构(图拍照取自于书上P7)

软件系统采用了bs架构 软件系统层次结构_主存


从上图的计算机系统的多级层次结构来看,可以将硬件研究的主要对象归结为传统机器M1和微程序M0。软件的研究对象主要是操作系统以上的各级虚拟机。

额外收获:在回顾《计算机组成原理》过程中了解到高级语言程序也是可以直接翻译成机器语言的(以前我好像不清楚,哈哈哈,又懂得一个小知识点)。将高级语言程序翻译成机器语言程序的软件称为翻译程序。

翻译程序有两种:编译程序和解释程序。
        编译程序:将用户编写的高级语言程序(源程序)的全部语句一次全部翻译成机器语言程序,而后再执行机器语言程序。
        解释程序:将源程序的一条语句翻译成对应于机器语言的一条语句,并且立即执行这条语句,接着翻译源程序的下一条语句,并立即执行这条语句,如此重复直至完成源程序的全部翻译任务。

计算机组成和计算机体系结构

计算机体系结构是指那些能够背程序员所见到的计算机系统的属性,即概念性的结构与功能特性。

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包含许多对程序员来说是透明的硬件细节。

不论是过去还是现在,区分计算机结构与计算机组成这两个概念都是十分重要的。

计算机的基本组成

冯诺依曼计算机的特点:(如下图拍照取自书上P8)

软件系统采用了bs架构 软件系统层次结构_软件系统采用了bs架构_02


典型的冯诺依曼计算机是以运算器为中心的,而现代计算机已转化为以存储器为中心。

计算机的工作过程

(如下图拍照取自书上P13)

软件系统采用了bs架构 软件系统层次结构_软件系统采用了bs架构_03


深入领会计算机工作的全过程:ax^2+bx+c

启动机器后,控制器将PC的内容送至主存的MAR,并命令存储器做读操作,此刻主存"0"号单元的内容"0000010000001000"被送入MDR内。然后由MDR送至控制器的IR,完成了一条指令的取指过程。经CU分析,操作码"000001"为取数指令,CU又将IR中的地址码"0000001000"送至MAR,并命令存储器做读操作,将该地址单元中的操作数x送至MDR,再由MDR送至运算器的ACC,完成此指令的执行过程(也完成第一条取数指令的全过程)。与此同时,PC自动加一,形成下一条指令的地址"1"号。依次类推,逐条取指,分析,执行,直至打印出结果。最后执行完停机指令后,机器便自动停机。

计算机硬件的主要技术指标

机器字长:CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。

机器的字长会影响机器的运算速度,加法器(或ALU),数据总线以及存储字长的位数。

存储器的容量:主存容量和辅存容量。

运算速度:计算机的运算速度与许多因素有关,如机器的主频,执行什么样的操作,主存本身的速度(主存速度快,取指,取数就快)等都有关。

               

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