計算機系統層次結構

???計算機系統通過多層抽象,平衡硬件效率與軟件靈活性,各層以獨立語言和功能構成有機整體。

一、層次劃分(從底層到頂層)

層級

名稱

特點

實現方式

第1級

微程序機器層

硬件直接執行微指令(如微操作控制信號)。

物理硬件(CPU微架構)。

第2級

傳統機器語言層

執行二進制機器指令,由微程序解釋。

硬件 + 微程序解釋(指令集架構,ISA)。

第3級

操作系統層

混合層(硬件指令+軟件廣義指令),管理資源(如內存、I/O)、提供系統調度。

操作系統內核(如進程調度、文件系統)。

第4級

匯編語言層

提供人類可讀的助記符編程(如MOV、ADD)。

匯編程序翻譯為機器碼。

第5級

高級語言層

面向用戶的高級語言(如C、Java)

編譯器或解釋器轉換為低級語言。

第6級

應用層

面向特定需求(辦公、游戲等),依賴高級語言和系統軟件支持。

用戶軟件


?

二、關鍵概念

?


三、層次視角舉例(執行 C = A + B

  • 高級語言層:程序員寫 C = A + B
  • 匯編層:編譯為 ADD C, A, B(匯編助記符)。
  • 機器語言層:匯編為 0011 0010(機器碼)。
  • 傳統機器層:CPU 解碼機器碼,ALU 執行加法。
  • 微程序層:CPU 控制器發微指令(如“選通 A 寄存器”“加法器使能”)。

核心考點 📌

1、虛擬機器 vs 物理機器:物理機器(層 1 - 2):硬件實現;虛擬機器(層 3 - 6):軟件實現(如 Java 虛擬機 JVM)

2、層級順序:微程序→機器語言→OS→匯編→高級語言→應用。

3、ISA的核心地位:軟硬件交互的“契約”,影響兼容性和性能。

4、虛擬化思想:每層都是對下層的抽象(如OS虛擬化硬件資源)。

5、設計哲學:分層實現“高內聚低耦合”,平衡性能與易用性。


總結

????????計算機系統層次結構是“層層抽象的金字塔”:底層硬件提供算力,上層軟件簡化使用。理解各層功能(微程序→應用)和界面(ISA),能貫通從“01 指令”到“游戲運行”的全流程,解釋兼容性(同 ISA 跨硬件)、效率(低層快)與靈活性(高層易用)的平衡。

本文來自互聯網用戶投稿,該文觀點僅代表作者本人,不代表本站立場。本站僅提供信息存儲空間服務,不擁有所有權,不承擔相關法律責任。
如若轉載,請注明出處:http://www.pswp.cn/news/917142.shtml
繁體地址,請注明出處:http://hk.pswp.cn/news/917142.shtml
英文地址,請注明出處:http://en.pswp.cn/news/917142.shtml

如若內容造成侵權/違法違規/事實不符,請聯系多彩編程網進行投訴反饋email:809451989@qq.com,一經查實,立即刪除!

相關文章

04 基于sklearn的機械學習-梯度下降(上)

梯度下降一 、為什么要用到梯度下降?正規方程的缺陷:非凸函數問題:損失函數非凸時,導數為0會得到多個極值點(非唯一解)計算效率低:逆矩陣運算時間復雜度 O(n3),特征量翻倍時計算時間…

淘寶 API HTTP/2 多路復用與連接優化實踐:提升商品數據采集吞吐量

一、引言?隨著電商行業的蓬勃發展,對淘寶平臺商品數據的采集需求日益增長。無論是市場調研公司分析市場趨勢、電商平臺整合商品資源,還是商家進行競品分析,都需要高效、穩定地獲取大量淘寶商品數據。然而,傳統的 HTTP 協議在面對…

javascript中call、apply 和 bind 的區別詳解

文章目錄深入淺出:JavaScript 中的 call、apply 和 bind一、三位魔法師的共同使命二、各顯神通的魔法師們1. call - 即時通訊專家2. apply - 批量處理高手3. bind - 預約服務大師三、魔法師們的對比表格四、魔法師們的實際應用1. 借用方法2. 函數柯里化3. 事件處理五…

【PHP】接入百度AI開放平臺人臉識別API,實現人臉對比

目錄 一、需求 二、準備工作 1、申請服務 2、創建應用,獲取開發密鑰 3、官方開發文檔 4、測試人像圖片 三、PHP接入 1、鑒權,獲取access_token 2、人臉對比 四、完整代碼 一、需求 現在人臉識別、人臉對比技術越來越成熟,使用越來越…

【東楓科技】DreamHAT+

DreamHAT 是一款頂部附加硬件 (HAT) 套件,可為 Raspberry Pi 提供 60GHz 毫米波雷達供您使用。 全尺寸 HAT 包含一個英飛凌 BGT60TR13C 芯片,具有單個發射天線和三個接收器(TX/RX),通過 GPIO 引腳和 SPI 連接到 Raspbe…

Spring Boot + MongoDB:從零開始手動配置 MongoConfig 實戰

前言 你以為只要寫上 spring.data.mongodb.*,就能一勞永逸,MongoDB 立馬聽話?別天真,這只是入門級操作,像是拿個自動擋鑰匙,開個小車溜達溜達,遠遠算不上高手操作。當項目需求變得復雜,連接字符串需要靈活配置,或者多數據源并行作戰時,自動配置的魔法顯得捉襟見肘。…

建筑節能目標下,樓宇自控系統以高效運行助力節能減碳

隨著全球氣候變化問題日益嚴峻,節能減排已成為各國政府和企業的重要任務。在建筑領域,樓宇自控系統(Building Automation System, BAS)作為實現建筑節能目標的關鍵技術,正發揮著越來越重要的作用。根據中國政府發布的《…

LOVON——面向足式Open-Vocabulary的VLN導航:LLM做任務分解、YOLO11做目標檢測,最后L2MM將指令和視覺映射為動作,且解決動態模糊

前言 因為項目需要(比如我們在做的兩個展廳講解訂單),近期我一直在研究VLN相關,有些工作哪怕暫時還沒開源(將來可能會開源),但也依然會解讀,比如好處之一是構建完整的VLN知識體系,本文便是其中一例 我在解讀過程中&am…

在線免費的AI文本轉語音工具TTSMaker介紹

TTSMaker是一個在線的文本轉語音工具, 支持多語言和中文方言,不同的語言和方言單次轉換的字符上限從200-10000 不同,轉換的效果還不錯,聽不出明顯的AI痕跡。 工具的網址是:https://ttsmaker.cn/。 工具的界面如上&…

【AI問答】PromQL中interval和rate_interval的區別以及Grafana面板的配置建議

問題1:interval和rate_interval的區別 在PromQL中確實有 $__rate_interval 這個特殊的變量,它與 $__interval 有不同的用途和計算方式。 $__interval vs $__rate_interval 1. $__interval 含義:Grafana計算出的基本時間間隔計算方式&#xff…

STM32學習記錄--Day5

今天了解了:中斷中斷有多個類別包括:USART中斷,I2C中斷等;并通過NVIC來分配中斷的優先級EXTIEXTI的內部結構:EXTI線🔧 ??一、EXTI系統核心架構??1. ??中斷源輸入(左上區域)??…

CentOS7下同步時間的幾種方式(NTP 、Chrony和systemd-timesyncd)

文章目錄前言一、NTP (Network Time Protocol) & ntpd1.原理2. 安裝與配置(ntp 包)3.NTPd 優缺點對比二、Chrony1.原理2.安裝與配置 (chrony 包)3. 優點4. 缺點三、systemd-timesyncd1.原理2.安裝與配置 (systemd 自帶)3. 優點4. 缺點四、手動同步工具1.ntpdate(已廢棄&…

Web3:在 VSCode 中基于 Foundry 快速構建 Solidity 智能合約本地開發環境

相關文章推薦鏈接Web3專欄https://blog.csdn.net/qq_42392981/category_13016259.html在 VSCode 中基于 Foundry 快速構建 Solidity 智能合約本地開發環境引言1. 開發環境準備(Windows)1.1 安裝 VSCode1.2 安裝推薦插件1.3 安裝 Foundry1.4 驗證 Forge 和…

Implement recovery based on PITR using dump file and binlog

模擬生產場景中需要基于某個事務點的恢復,使用存量備份與存量binlog 生成測試數據 (rootlocalhost) [(none)]> create database NanJing; Query OK, 1 row affected (0.01 sec) (rootlocalhost) [test]> use NanJing; Database changed (rootlocalhost) [NanJ…

HTML-取消div,a等標簽點擊效果

一、背景當標簽被設置onclick事件之后,在有些手機瀏覽器中,點擊這些標簽,會有點擊變色效果。想要取消點擊變色效果。通過為div和標簽元素添加-webkit-tap-highlight-color樣式屬性,可以有效地解決這一問題二、解決方案已a標簽示例…

VR 三維重建:開啟沉浸式體驗新時代

在科技飛速發展的今天,VR(虛擬現實)技術已經逐漸滲透到我們生活的各個領域,為我們帶來了前所未有的沉浸式體驗。而 VR 三維重建作為 VR 技術的重要應用之一,更是讓人們能夠身臨其境地感受各種場景,無論是旅…

iTwinjs 幾何 - Curve

CurvePrimitive 常用的見下 LineSegment3d直線段兩點直線邊、桿件、骨架LineString3d折線多點連續直線輪廓線、路徑Arc3d圓弧 / 橢圓弧圓心 半徑 起止角圓孔、圓角、弧段BezierCurve3d貝塞爾曲線端點 控制點平滑過渡、動畫軌跡BSplineCurve3dB 樣條 / NURBS控制點 節點矢…

iPhone 恢復出廠設置是否會刪除所有內容?

當你的 iPhone 經常崩潰、出現黑屏死機、卡在加載屏幕上等問題時,你可能會考慮進行恢復出廠設置來修復它。或者在其他情況下,如果你要將使用多年的設備交給新主人,出于安全考慮,也需要進行恢復出廠設置。那么,恢復出廠…

機器學習②【字典特征提取、文本特征處理(TF-IDF)、數據標準化與歸一化、特征降維】

文章目錄先言一、特征工程概述二、特征提取1.字典特征提取(特征離散化)2.文本特征提取2.1英文文本提取2.2中文文本提取(jieba分詞器)3.TfidfVectorizer TF-IDF文本特征詞的重要程度特征提取三、數據歸一化與標準化1.MinMaxScaler …

3、CC3200串口DMA

先說下CC3200存在2個16*8的fifos, 分別用于發送和接收 當fifos被disable時,將會作為一個1字節深度的保持寄存器, 所以無論fifos是開是關,發送和接收都繞不開fifos DMA 由于發送和接收都繞不過fifos,所以DMA也繞不開FIFOS. MAP_UARTFIFOLevelS…