系统结构_ch1_2014
系统结构教程知识点总结
系统结构教程知识点总结1. 系统结构的基本概念系统结构是指一个系统的组织和功能的方式,它由一组相互作用的组件以及它们之间的交互关系组成。
系统结构包括以下几个方面的内容:(1) 组件:系统中的各种元素,包括软件模块、硬件设备、通信协议等。
(2) 交互关系:组件之间的相互作用方式,包括数据传输、控制流程等。
(3) 性能特征:系统的运行效率、可靠性、可用性等性能指标。
(4) 设计原则:系统结构的设计原则,包括模块化、高内聚低耦合、可扩展性等。
2. 系统结构的原理系统结构的设计和实现是有一定原则和方法的,下面简要介绍一些系统结构设计的原则:(1) 模块化:将系统分解成若干个相互独立的模块,每个模块都有自己的功能和接口,模块之间的接口是清晰明确的,这样可以降低系统的复杂性,提高系统的可维护性。
(2) 高内聚低耦合:模块之间的内聚度高,即模块内部的元素之间互相关联度高,而模块之间的耦合度低,即模块之间的影响和依赖性低,这样可以提高系统的稳定性和灵活性。
(3) 可扩展性:系统应该具有一定的可扩展性,能够很容易地增加新的功能模块或者改变现有的模块,而不会对其他模块产生过大的影响。
(4) 性能优化:系统的设计应该考虑到系统的性能特征,比如响应时间、吞吐量等,需要尽量满足用户的需求。
3. 系统结构的设计方法系统结构的设计是一个复杂的过程,需要综合考虑系统的功能需求、性能指标、可维护性等因素。
下面是一些常用的系统结构设计方法:(1) 自顶向下设计:从整体上考虑系统的架构和功能模块,然后逐步细化设计细节,逐级完成每个模块的设计和开发。
(2) 自底向上设计:先设计和实现各个功能模块,然后逐步将这些模块集成成一个完整的系统。
(3) 面向对象设计:采用面向对象的设计方法,将系统分解成对象,每个对象有自己的属性和行为,对象之间通过消息传递进行交互。
(4) 服务导向架构:将系统分解成一些服务模块,每个服务模块提供一定的功能服务,并且可以被其他模块或系统调用。
操作系统系统结构
•
• 内核消息:是一定格式的数据结构。①发起调用,送出请
求消息②请求消息到达并进行处理③送出回答消息④整理 回答消息,返回结果;
Windows 2000/XP系统模型
• 融合了分层操作系统和微内核(客户/服务器)操 • •
作系统的设计思想,使用面向对象的分析与设计, 采用整体式的实现 Windows 2000/XP通过硬件机制实现了核心态以 及用户态两个特权级别 。对性能影响很大的操作 系统组件运行在核心态。 内存管理器、高速缓存管理器、对象及安全管理 器、网络协议、文件系统和所有线程和进程管理, 都运行在核心态。
•
• 三种环境子系统:POSIX、OS/2和Win32
(OS/2 只能用于x86系统) 它们提供api • Win32子系统必须始终处于运行状态,其他 两个子系统只是在需要时才被启动,Win32 子系统是Windows 2000/XP运行的基本条 件之一。
NTDLL
• 主要用于子系统动态链接库的特殊系统支
分层原则
• • • • • •
基本功能放在外层:如文件系统管理--设备管理 资源管理的公用模块放在低层:如缓冲区队列、堆栈操作 存储器管理放在次低层:便于利用虚拟存储功能 最低层的硬件抽象层:与机器特点紧密相关的软件放在最 低层。如Windows NT中的HAL 资源分配策略放在最外层,便于修改或适应不同环境 与硬件有关的BIOS(管理输入输出设备)放在最内层。所 以当硬件环境改变时只需要修改这一层模块就可以了
方法1:调用DOS功能向打印机输出 MOV AH,05H 方法2:用OUT指令直接打印 MOV DL,AL L1:MOV A,I INT 21H IN ADDR1,B OR B,BS JNC L1 OUT ADDR2,A
ch1计算机系统概论
课程概述
二、课程的基本要求
计算机系统概述、计算机中的数据表示、运算方法和 运算器、指令系统、随机逻辑和微程序控制原理、存 储系统、输入输出系统、计算机外设讲解, 围绕各自 的功能、组成、设计、实现、使用等知识进行介绍要 求学生掌握计算机的组成和工作原理。强调培养学生 的动手动脑能力、开创与创新意识。
婴幼儿体格生长
ch1计算机系统概论
教材
白中英,计算机组成原理,科学出版社
参考书
唐朔飞 ,计算机组成原理, 高教出版社 罗克露,计算机组成原理, 电子科大出版社
课程概述
一、课程性质与任务
“计算机组成原理”属于专业基础课,必修课。面向应用、 突出实践、偏向硬件和理论。 《计算机组成原理》是计算机教学中的一门核心课程,是 学习计算机课程所要必修的主干课。通过教学,使学生对 计算机的各主要部分(运算期、控制器、存储器、输入输 出设备)的构成及工作原理有一个深刻的、系统的认识和 理解,同时对计算机的发展趋势也有一个较为深入的了解。
❖ “程序控制”,是控制器依据存储程序控制 计算机按规定的顺序逐条执行指令,自动完 成预定的信息处理任务
系统结构
5 控制器的基本任务
基本概念
❖ 按照计算程序所排的指令序列,先从存储器 取出一条指令放到控制器中,对该指令的操 作码由译码器进行分析判别,然后根据指令 性质,执行这条指令,进行相应的操作。接 着从存储器取出第二条指令,再执行第二条 指令,依次类推
系统结构
计算机的基本性能指标 吞吐量:表征一台计算机在某一时间间隔内能
够处理的信息量,单位是字节/秒(B/S)。 响应时间:表征从输入有效到系统产生响应之
间的时间度量,用时间单位来度量。 主频/时钟周期:CPU的工作节拍受主时钟控制,
ch1-1.1操作系统概观
虚拟计算机(2)
进程P1 …
虚 设 备 进程Pn 虚 虚 虚 处 主 辅 理 存 存 器 虚拟机1
操作系统 资源管理 (复用、虚 化、抽象)
虚 虚 虚 虚 处 主 辅 设 理 存 存 备 器 虚拟机n
处 理 器
I I 主 辅 / / O O 设 设 存 存 备 备 物理计算机
操作系统中的并发性(2)
并发性使系统变得复杂化
• 如何从一个活动切换到另一个活动? • 怎样将各个活动隔离开来,使之互不干 扰,免遭对方破坏?怎样让多个活动协 作完成任务? • 怎样协调多个活动对资源的竞争? • 如何保证每个活动的资源不被其它进程 侵犯? • 多个活动共享文件数据时,如何保证数 据的一致性?
1.1.4操作系统的主要特性
第一个特性--并发性 第二个特性--共享性 第三个特性--异步性
操作系统中的并发性(1)
• 并发性---指两个或两个以上的事 件或活动在同一时间间隔内发生 • 发挥并发性能够消除系统中部件 和部件之间的相互等待,有效地 改善系统资源的利用率,改进系 统的吞吐率,提高系统效率
1.1.1操作系统的定义和目标
操作系统是管理系统资源、控制 程序执行,改善人机界面,提供 各种服务,合理组织计算机工作 流程和为用户有效使用计算机提 供良好运行环境的最基本的一种 系统软件。
计算机系统的层次结构(1)
用户1 用户2 用户3 用户4 … 用户n
财务系统
航空订票
上网浏览 (应用软件)
时分复用共享
空分复用共享
1.1.3操作系统的作用与功能
操作系统的作用
对内是“管理员”,对外是“服务员”: OS作为用户接口和服务提供者 OS作为作为扩展机或虚拟机 OS作为资源管理者和控制者
最新计算机系统结构1
“
•本章重点内容
1. 熟练掌握内容:计算机系统层次结构,系
统结构定义,计算机组成定义,计算机实现定 义,系统结构、组成与实现的三者关系,透明 性,Amdahl定律,CPU性能公式,局部性原理, MIPS定义,MFLOPS定义。
2. 掌握内容:系统结构分类,冯·诺依曼计算
机特征。
3. 了解内容:计算机系统结构的发展,计算
机系统设计的主要方法,价格、应用、VLSI和 算法对系统结构的影响。
第一章 计算机系统结构的基本概念
1.1 计算机系统结构 1.2 计算机系统设计技术 1.3 系统结构的评价标准 1.4 计算机系统结构的发展 本章习题
1.1 计算机系统结构
计算机系统层次结构 计算机系统结构定义 计算机组成与实现 计算机系统结构的分类
日本的计划,智能计算机
计算机换代标志:器件 系统结构
•计算机系统结构的变化
单CPU、程序计数器、累加器、定 点运算、采用机器语言或汇编语言
变址寄存器、浮点运算、多路存储器、 I/O处理机、高级语言、监控程序
流水线、高速缓存、先行处理机、采用 微程序控制、多道程序、分时操作系统
共享存储器、分布存储器、并行处理、 多处理操作系统、专用语言等
计算机系统层次结构
计算机系统 应用语言级 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 传统机器级 微程序机器级 电子线路级
人 为人民服务级 读书、学习级 语言、思维级
生理功能级 人体器官级 细胞组织级
分子级
虚拟机的概念:
传统机器级以上的所有机器都称为虚拟机, 它们是由软件实现的机器。软硬件的功能 在逻辑上是等价的,即绝大多部分硬件的 功能都可用软件来实现,反之亦然。
广义语言
计算机系统结构 李学干
计算机系统结构概述计算机系统结构是指计算机硬件和软件组件之间的关系和组织方式。
在软件和硬件之间有多个层次的相互作用和依存关系,这些层次的组织方式称为计算机系统结构。
计算机系统结构是计算机科学中非常重要的一个领域,它涉及到计算机硬件设计、指令集架构、操作系统以及应用软件等方面。
计算机系统结构的组成计算机系统结构由以下几个主要组成部分组成:1. 中央处理器(CPU)中央处理器是计算机系统的核心,负责执行指令并处理数据。
它包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元(Control Unit)和寄存器(Registers)等部分。
ALU负责执行算术和逻辑运算,控制单元负责控制指令的执行,而寄存器用于暂存数据。
2. 存储器存储器用于存储程序和数据。
计算机系统通常包括主存储器(主存)和辅助存储器(辅存)。
主存储器是CPU直接访问的存储器,而辅助存储器用于长期存储大量的数据和程序。
3. 输入输出(I/O)输入输出设备用于与外部世界进行数据的输入和输出。
常见的输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等。
计算机系统利用输入输出设备与用户进行交互,并将结果输出到显示器或打印机等设备上。
4. 总线总线是计算机系统中各个组件之间进行数据传输的通道。
它分为数据总线、总线和控制总线。
数据总线负责传输数据,总线负责传输,控制总线负责传输控制信号。
5. 指令集架构指令集架构是计算机硬件和软件之间的接口,定义了计算机能够执行的指令和操作。
常见的指令集架构包括xARM等。
不同的指令集架构决定了计算机的性能和可移植性。
计算机系统结构的设计原则设计计算机系统结构时需要遵循一些重要的原则,以保证系统的可靠性和性能。
1. 层次化原则计算机系统结构应该采用分层结构,将复杂的系统划分为若干层次,每个层次负责不同的功能。
这样可以提高系统的可维护性和可扩展性。
2. 模块化原则计算机系统应该由多个独立的模块组成,每个模块负责完成一定的功能。
这样可以提高系统的可测试性和可重用性。
第2章系统结构
…
MJAIAMWLXSVITPEGIPIXXIVW
try shift of 25
eg. break ciphertext "GCUA VQ DTGCM"
维吉尼亚密码(Vigennere)
法国密码学家Vigenere以 他自己的名字命名的维吉利亚密 码,在1586年发明的,是一种 典型的多表代替密码,其明文、 密文构成的方阵为Vigenere 方 阵
密码系统的攻击方法
数学分析攻击:密码分析者对密 码特征中表现出的数学特征,通 过数学求解的方法来获取最后明 文。如公钥密码RSA
密码分析
密码分析 :从密文推导出明文或密 钥。
密码分析:常用的方法有以下4类: 惟密文攻击(cybertext only attack); 已知明文攻击(known plaintext attack); 选择明文攻击(chosen plaintext attack); 选择密文攻击(chosen ciphertext attack)。
举例说明
Vernam密码
它是一种代数密码,明文、密文、 密钥都用二进制表示
M=m1,m2…mn K=k1,k1…kn C=c1,c2…cn 加密 ci=mi ⊕ ki i=1,2…n 解密 mi=ci ⊕ ki i=1,2,...n 因为加密和解密都是模2加,所
以为代数运算
普莱费厄(Playfair)密码
Playfair密码是由Charles Wheatstone于1854年发明的,其名 称以他的朋友Playfair命名。
英国陆军在第一次世界大战,美国 陆军在第二次世界大战期间大量使用 的一种二字母组代替密码。
它将明文中的双字母组合作为一个 单元对待,该加密法是基于一个关键 词的,该关键词填写在一个5*5的矩 阵中(去出重复字母和字母j),通过 该矩阵完成对明文、密文的加密、解 密过程。
计算机系统结构(第二版)尹朝庆主编-第1章计算机系统结构导论
M5:高级语言机器级 程序员 运算程序
系 统 软 件
汇编语言 汇编程序
M4:汇编语言机器级 运行程序
层次模型中的每一 级所对应的机器,其组 成如图1.2所示。
虚拟机
程序员
键盘命令OS原语 操作系统
M3:操作系统 操作员 运行程序
广义语言
计算 机组 成与 结构
指令系统 CPU
M2:传统机器级 机器语言程序员 机器程序 物理机
17
基于这种思想,不同等级的计算机可采用不同的
发展策略:
① 在同等级范围内以合理的价格获得尽可能好的
性能,逐渐向高档机发展,称为最佳性能价格比设计。
② 维持一定适用的基本性能而争取最低价格,称
为最低价格设计。
③ 以获取最高性能为主要目标而不惜增加价格,
称为最高性能设计。
18
从系统结构的观点来看,各型计算机的性能随
高级语言 虚拟机器级 汇编语言 虚拟机器级 操作系统 虚拟机器级 传统机器级 (机器语言级) 微程序 机器级 A 机器系统
图1.4 用模拟方法实现软件的移植
27
如果A机器采用微程序控制,则直接用A机器 的微程序去解释B机器的机器指令就会加快解释过 程,如图1.5所示。这种用微程序直接解释另一种机
器指令系统实现软件移植的方法称为仿真进行仿真
件(目标程序)可以不加修改地运行于系统结构相同
的各档次机器,而且所得结果一致。软件兼容包括向 上兼容和向下兼容。向上兼容是指在低档机器上编制 的软件,不加修改就可以运行于高档机器上;向下兼 容则相反。软件兼容还有向前兼容和向后兼容之分。
向后兼容是指在某个时期投入市场的该型号机器上编
制的软件,不加修改就可以运行于在它之后投入市场
系统结构名词解释(2)
系统结构名词解释(2)系统结构名词解释资源共享:这是一种软件方法,它使多个任务按一定时间顺序轮流使用同一套硬件设备。
耦合度:反映多机系统中各计算机之间物理连接的紧密程度和交互作用能力的强弱。
紧密耦合系统:又称直接耦合系统。
在这种系统中,计算机之间的物理连接的频带较高,一般是通过总线或高速开关互连,可以共享主存。
松散耦合系统:又称间接耦合系统,一般是通过通道或通信线路实现计算机之间的互连,可以共享外存设备(磁盘、磁带等)。
计算机之间的相互作用是在文件或数据集一级上进行。
异构型多处理机系统:由多个不同类型、至少担负不同功能的处理机组成,它们按照作业要求的顺序,利用时间重叠原理,依次对它们的多个任务进行加工,各自完成规定的功能动作。
同构型多处理机系统:由多个同类型或至少担负同等功能的处理机组成,它们同时处理同一作业中能并行执行的多个任务。
2.1 解释下列术语堆栈型机器:CPU 中存储操作数的单元是堆栈的机器。
累加器型机器:CPU 中存储操作数的单元是累加器的机器。
通用寄存器型机器:CPU 中存储操作数的单元是通用寄存器的机器。
CISC:复杂指令集计算机 RISC:精简指令集计算机寻址方式:指令系统中如何形成所要访问的数据的地址。
一般来说,寻址方式可以指明指令中的操作数是一个常数、一个寄存器操作数或者是一个存储器操作数。
数据表示:硬件结构能够识别、指令系统可以直接调用的那些数据结构。
3.1解释下列术语流水线:将一个重复的时序过程,分解成为若干个子过程,而每一个子过程都可有效地在其专用功能段上与其它子过程同时执行。
单功能流水线:指流水线的各段之间的连接固定不变、只能完成一种固定功能的流水线。
多功能流水线:指各段可以进行不同的连接,以实现不同的功能的流水线。
静态流水线:指在同一时间内,多功能流水线中的各段只能按同一种功能的连接方式工作的流水线。
当流水线要切换到另一种功能时,必须等前面的任务都流出流水线之后,才能改变连接。
系统结构
一、系统结构:智能卡节水控制系统主要组成:(1)机房标准设备:主控制计算机、UPS电源、打印机(2)专业产品:智能卡节水控制器、系统软件、智能卡、管理器、发卡机(3)设备:计时型或计量型节水阀、交流电源箱硬件连接方式联网型;应用范围:集中型浴室;操作流程:1、在水控器上靠卡即显示预扣设定水费,并控制电磁阀打开,水龙头出水;显示的预扣设定水费开始倒计,用完停水;中途如需停用按水控机上的暂停健即可。
2、在系统设定时间,计算机自动开机收取所有数据;3、计算机在所有数据交换后,重新下发到各水控机上(持卡人余额、黑名单等)。
硬件功能:技术参数:1.读卡类型: MIFARE1卡及兼容卡2.发卡量: 50万张以上3.最大记录量: 3000条消费记录及1000人黑名单4.数据保存: FLASH保存数据,掉电不丢失5.计费精度: 0.01元6.显示: 5位数码管显示7.工作电压:AC12V,工耗小于5W8.环境温度: -20℃~+70℃9.体积:长宽高143mm*101mm*37mm二、功能特点:1、节水控制器使用环境:有水龙头流水的场所都可以利用控制器达到节水的目的。
如:浴室、集体和个人公寓、开水房等场所使用,产品在设计时充分考虑设备的防水性、安全性、实用性和可操作性等方面的性能。
2、节水控制器节能方式:智能卡节水设备主要用于控制电磁阀,并在用水的同时实现按照时间和流量计费。
3、节水控制器供电:节水控制器由机房或变电处的专用电源供电柜(220V变为12V)统一供电,每台变压器可以给20到40台节水控制器供电,距离要求在500米以内。
节水控制机和节水阀是交流12V 的安全电压,没有高压和220V交流电压,保证使用者的安全。
电磁阀采用低能耗线圈,保证以较低电流工作。
4、节水控制器防水措施:节水控制器外壳使用防水材料设计,数据线的出入口使用防水接头,在底盖和上盖之间使用橡胶圈先压在结合处的槽内,橡胶槽采用迷宫型设计。
计算机系统结构李学干课后答案
计算机系统结构李学干课后答案计算机系统结构李学干课后答案【篇一:计算机系统结构李学干版+习题答案】级。
每一级为了执行一条指令需要下一级的n条指令解释。
若执行第1级的一条指令需k ns时间,那么执行第2、3、4级的一条指令各需要多少时间?答:执行第2、3、4级的一条指令各需kn ns、(n*n)*k ns、(n*n*n)*k ns的时间。
1- 2 操作系统机器级的某些指令就用传统机器级的指令,这些指令可以用微程序直接解释实现,而不必有操作系统自己来实现。
更具你对1- 1题的回答,你认为这样做有哪些好处?答:这样做,可以加快操作系统中操作命令解释的速度,同时也节省了存放解释操作命令这部分解释程序所占的存储空间,简化了操作系统机器级的设计,也有利于减少传统机器级的指令条数。
1- 3 有一个计算机系统可按功能分成4级,每级的指令互不相同,每一级的指令都比其下一级的指令在效能上强m倍,即第i级的一条指令能完成第i-1级的m条指令的计算量。
现若需第i级的n条指令解释第i+1级的一条指令,而有一段第1级的程序需要运行ks,问在第2、3和4级上一段等效程序各需要运行多长时间?答:第2级上等效程序需运行:(n/m)*ks。
第3级上等效程序需运行:(n/m)*(n/m)*ks。
第4级上等效程序需运行:(n/m)*(n/m)*(n/m)*ks。
1- 4 硬件和软件在什么意义上是等效的?在什么意义上又是不等效的?试举例说明。
答:软件和硬件在逻辑功能上是等效的,原理上,软件的功能可用硬件或固件完成,硬件的功能也可用软件模拟完成。
但是实现的性能价格比,实现的难易程序不同。
例如,编译程序、操作系统等许多用机器语言软件子程序实现的功能完全可以用组合电路硬件或微程序固件来解释实现。
它们的差别只是软件实现的速度慢,软件的编制复杂,编程工作量大,程序所占的存储空间量较多,这些都是不利的;但是,这样所用硬件少,硬件实现上也就因此而简单容易,硬件的成本低,解题的灵活性和适应性较好,这些都是有利的。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
• OS Requirements
– Address space issues, memory management, protection
• Conformance to Standards
– LanguagIEEE floating pt.
3
1.3 The Computer Level Hierarchy
CS Department of XJTU
2014.3
2014年3月 2014年3月
1.1 Overview
Why study computer architecture?
– Design better programs, including system software such as compilers, operating systems, and device drivers. – Optimize program behavior. – Evaluate (benchmark) computer system performance. – Understand the tradeoffs relationship among time, space, and price cost.
The Tasks of a Computer Designer
Evaluate Existing Systems for Bottlenecks
P
M
P
M
°°° P
M
P
M
Implementation Complexity
S
Interconnection Network
Benchmarks Technology Trends Implement Next Generation System
Memory Hierarchy
L2 Cache
VLSI
L1 Cache
Instruction Set Architecture
Addressing, Protection, Exception Handling Pipelining and Instruction Level Parallelism
1.3 The Computer Level Hierarchy
• Level 3: System Software Level – Controls and Schedule executing processes on the system. – Protects system resources. • Level 2: Machine Level – Also known as the Instruction Set Architecture (ISA) Level. – Consists of instructions that are particular to the architecture of the machine. – Programs written in machine language need no compilers, interpreters, or assemblers.
Outline
Computer Architecture Overview
Chap1 Introduction
Zheng Qinghua
What’s the Computer Architecture Classification of Computer Architecture Quantitative Design Principles Design Methodologies Evaluation and Benchmark
1.2 What is Computer Architecture?
• Definition[Amdahl, Blaaw, and Brooks, 1964.]: the attributes of a [computing] system as seen by the programmer, i.e., the conceptual structure and functional behavior, as distinct from the organization of the data flows and controls the logic design, and the physical implementation. • Remark: G.M.Amdahl was the general system designer of IBM,he proposed this conception in 1964 when he designed the IBM 360 computer.
Issues for a Computer Designer
• Functional Requirements Analysis (Target)
– Scientific Computing – High Performance floating pt. – Business – Transactional Support – General Purpose –Balanced performance for a range of tasks
/wiki/Computer_architecture
Research Topics of Computer Architecture
Input/Output and Storage Hard Disks, CD, NAS, SAN RAID
DRAM
Emerging Technologies Interleaving Memories Coherence, Bandwidth, Latency
1.3 The Computer Level Hierarchy
• Level 6: The User Level – Program execution and user interface level. – The level with which we are most familiar. • Level 5: High-Level Language Level – The level with which we interact when we write programs in languages such as C, Pascal, Lisp, and Java. • Level 4: Assembly Language Level – Acts upon assembly language produced from Level 5, as well as instructions programmed directly at this level.
• Level of software Compatibility
– Programming Language level
• Flexible, Need new compiler, Portability
– Binary Level (x86 architecture)
• Little flexibility, Portability requirements minimal
Processor-Memory-Switch
Multiprocessors Networks and Interconnections
Simulate New Designs and Organizations
Workloads
Basic principle: balance Cost /Performance
An Example System
What does it all mean?
2014年3月
1
Computer organization and architecture
• Computer organization
– physical aspects of computer systems. – E.g., circuit design, control signals, memory types. – Key: How does a computer work?
• At the most basic level, a computer is a device consisting of three pieces:
• Computer architecture
– Logical aspects of system as seen by the programmer. – E.g., instruction sets, instruction formats, data types, addressing modes, I/O mode. – Key: How do we design a computer?
1.3 The Computer Level Hierarchy
• Level 1: Control Level – A control unit decodes and executes instructions and moves data through the system. – Control units can be microprogrammed or hardwired. – A microprogram is a program written in a low-level language that is implemented by the hardware. – Hardwired control units consist of hardware that directly executes machine instructions. • Level 0: Digital Logic Level – This level is where we find digital circuits (the chips). – Digital circuits consist of gates and wires. – These components implement the mathematical logic of all other levels.