컴퓨터의 구조는 무엇입니까?

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컴퓨터 시스템 구조는 주로 컴퓨터 시스템의 기본 작동 원리와 하드웨어, 소프트웨어 인터페이스 부문의 균형 전략을 연구하여 시스템의 전체 컴퓨터 하드웨어 및 소프트웨어 개념을 수립합니다. < /p>

컴퓨터 시스템 구조란 무엇입니까? 컴퓨터의 외관입니까? 아니면 컴퓨터 내부의 보드 배치 구조를 말하는 건가요? 아니, 그럼 그게 뭐야? 컴퓨터 시스템 구조는 컴퓨터의 기계 언어 프로그래머 또는 컴파일러 작성자가 보는 외부 특성입니다. 외부 특성이란 컴퓨터의 개념적 구조와 기능 특성이다. 동물과 같은 부적절한 비유로' 시스템 구조' 란 무엇을 의미합니까? 그것의 개념적 구조와 기능적 특성은 동물의 장기 구성과 기능 특성 (예: 닭은 위가 있고 위는 음식을 소화할 수 있음) 에 해당한다. 닭의 위가 어떤 모양인지, 닭의 위가 무엇으로 구성되는지는' 시스템 구조' 연구의 문제가 아니다. 시스템 구조는 이 층까지만 하면 된다. 컴퓨터 시스템의 다단계 구조에 대해' 사람' 이라는 동물의 부적절한 예시 목록을 비교해 보면 다음과 같다. (이런 연결은 비과학적이지만 모두 편할 뿐이다.) < /p>

컴퓨터 시스템 < /p>

사람 < /p>

애플리케이션 언어 수준 < /p>

인민 서비스 수준 < /p>

고급 언어 수준 P>

인간 장기급 < /p>

마이크로프로그램 기계급 < /p>

세포 조직급 < /p>

전자선 등급 < /p>

분자급 < 하드웨어 및 소프트웨어의 기능은 논리적으로 동일합니다. 즉, 대부분의 하드웨어 기능은 소프트웨어로 구현할 수 있으며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. < /p>

컴퓨터 시스템 구조의 외부 특성은 일반적으로 다음과 같은 측면 (즉, 우리가 챕터로 배워야 할 몇 장) 을 포함하여 이러한 측면을 명확히 해야 하며, 시스템 구조는 기본적으로 명확합니다. < /p>

(1) 명령어 시스템 (2) < /p>

따라서 향후 학습에서는 이것이 시스템 구조의 어느 측면인지 자주 되돌아보는 것이 전체적인 상황을 파악하는 데 도움이 된다. < /p>

여기서는 컴퓨터 시스템 구조의 내부 특성을 언급하는데, 컴퓨터 시스템 구조의 내부 특성은 이러한 외부 특성을' 논리적 구현' 하는 기본 속성입니다. 소위' 논리적 실현' 이란 논리적으로 어떻게 이런 기능을 실현할 수 있는가 하는 것이다. 예를 들면' 신' 이 닭에게 일정한 크기의 위를 설계해 주는데, 이 위의 기능은 음식을 소화하는 것이다. 이것이 바로 닭 시스템의 어떤 외적 특성이다. 그럼 어떻게 소화할 것인가, 닭 부리를 통해 음식과 사석을 먹고, 위의 꿈틀거리고, 사석의 연마에 의지하여 음식을 소화해야 한다. < /p>

또 다른 하나는 컴퓨터 구현, 즉 컴퓨터로 구성된 물리적 구현입니다. 장치 기술과 마이크로 어셈블리 기술에 초점을 맞추고 있습니다. 위의 예를 들어, 이 위가 어떤 조직으로 구성되어 있는지 근육과 신경을 만들어 운동을 촉진하는 것이 바로' 닭 실현' 이다. < /p>

이에 따라 컴퓨터 시스템의 외부 특성, 내부 특성 및 물리적 구현 간의 관계를 구분할 수 있습니다. 명령 시스템의 외부 특성은 모든 시스템 구조의 특성 중에서 가장 중요합니다. 따라서 컴퓨터 시스템 구조를 간단히 명령어 세트 시스템 구조라고도 합니다. 우리 이 수업은 컴퓨터의 시스템 구조에 중점을 두고 있는데, 전통적으로 하드웨어와 소프트웨어 사이의 인터페이스, 즉 외적 특징에 대한 묘사이다. < /p>

이런 부적절한 비유는 이해에만 도움이 될 뿐 대응을 강요해서는 안 된다. 그렇지 않으면 과학의 엄밀함을 손상시킬 수 있다.

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컴퓨터 시스템 구조의 분류 < /p>

< P > 는 Flynn 교수가 지시류와 데이터 스트림의 멀티플라이어 개념에 따라 분류하는 방법입니다. * * * 네 가지 주요 범주가 있습니다: (S-single 단일 I-instruction 명령 M-multiple 의 두 배 이상의 D-data 데이터) < /p>

SISD 단일 명령 스트림 단일 데이터 스트림 < /p>

SIMD 단일 명령 스트림 다중 스트림, 병렬 프로세서는 SIMD 컴퓨터의 대표적인 대표입니다. 우리나라의 YH-I 형은 이런 컴퓨터형이다. < /p>

MISD 다중 명령 스트림 단일 데이터 스트림은 실제로 존재하지 않지만 일부 학자들은 존재한다고 생각합니다. < /p>

MIMD 다중 명령 스트림 다중 데이터 스트림은 대부분의 다중 프로세서 및 다중 컴퓨터 시스템을 포함합니다. 우리나라의 YH-II 형 컴퓨터는 이런 유형의 컴퓨터이다. < /p>

는 일반적으로 스칼라 유량기를 SISD 유형으로, 벡터 유량기를 SIMD 유형으로 취급합니다. < /p>

"병렬 레벨" 및 "파이프 라인" 별로 분류: 컴퓨터 시스템의 세 하위 시스템 레벨에서 병렬 및 파이프 라인 처리 수준별로 분류하는 방법입니다. < /p>

--------------- 자주 발생하는 이벤트를 신속하게 처리하는 것이 시스템에 미치는 영향이 가속화처리 빈도가 적은 이벤트보다 훨씬 크기 때문입니다. < /p>

2. 암달 (Amdahl) 법칙 < /p>

이 법칙은 공식입니다. < /p>

는 이 공식을 사용하여 계산이나 분석을 해야 하므로 그 의미를 기억하고 이해해야 합니다 < /p>

3. 프로그램 액세스의 지역성 규칙 < /p>

프로그램 액세스의 로컬성은 주로 시간과 공간 로컬성의 두 가지 측면에 반영되며, 시간 로컬성은 프로그램에서 최근에 액세스한 정보 항목이 곧 다시 액세스될 수 있음을 의미하며, 공간 로컬성은 액세스 주소에 인접한 정보 항목이 함께 액세스될 가능성이 높다는 것을 의미합니다. < /p>

셋째, 컴퓨터 시스템 구조의 발전 < /p>

폰 노이만 컴퓨터의 주요 특징은 스토리지 프로그램 방식입니다. 명령 직렬 실행 및 컨트롤러에 의한 중앙 집중식 제어; 단위 고정 길이 1 차원 선형 공간의 메모리; 저급 기계 언어를 사용하면 데이터가 이진수로 표시됩니다. 단일 프로세서 구조, 연산자 중심. < /p>

개선된 폰 노이만 컴퓨터는 원래 연산 중심의 컴퓨터를 스토리지 중심으로 변모시켰다. 시스템 구조상, 주로 각종 병렬 처리 수단을 통해 컴퓨터 시스템 성능을 높인다. < /p>

소프트웨어, 애플리케이션 및 디바이스가 시스템 구조 개발에 미치는 영향 < /p>

소프트웨어는 이식성을 위해 호환 가능해야 합니다. 소프트웨어 이식성을 실현하기 위해 다음과 같은 방법을 사용할 수 있습니다. < /p>

시뮬레이션: 소프트웨어 방법을 사용하여 한 기존 컴퓨터에서 다른 컴퓨터의 명령 시스템을 구현합니다. 이 방법은 실제 기계 언어로 소프트웨어 이식을 해석하는 것입니다. < /p>

시뮬레이션: A 기 (호스트) 의 마이크로프로그램을 사용하여 B 기 (타겟) 명령어 시스템의 각 명령어를 구현하는 방법을 시뮬레이션이라고 합니다. 일부 하드웨어가 해석 프로세스에 참여하는 방식입니다. < /p>

일반적으로 두 가지 방법을 혼합합니다. 빈도가 높은 명령에는 시뮬레이션 방법을 사용하고, 빈도가 낮고 시뮬레이션이 어려운 명령에는 시뮬레이션을 사용합니다.

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< p.p. 이 시리즈의 방법은 주로 소프트웨어 호환성을 위한 것이다. 위의 확장 명령과 같이 향후 이러한 명령에 최적화된 소프트웨어가 이전 시스템에서 실행되지 않거나 해당 기능을 발휘하지 못할 경우 이전 버전과의 호환성이 저하됩니다. 그러나 역호환성을 보장하는 것이 중요하다. 즉, 일정 기간 시장에 내놓은 이 기계에 편성된 소프트웨어는 수정 없이 시장에 진출한 기계에서 운영될 수 있다. < /p>

시리즈에서 소프트웨어의 이식성은 각 기계에 동일한 고급 언어, 어셈블리 언어 및 기계 언어를 사용하지만 다른 마이크로프로그램을 사용하여 이루어집니다. < /p>

통합 표준의 고급 언어 < /p>

는 시스템 모델과 무관한 고급 프로그래밍 언어 표준 (예: 포트란, COBOL 등) 을 사용하여 다양한 하드웨어 플랫폼, 운영 체제 간에 이식성을 제공합니다. < /p>

오픈 시스템: 공급업체와는 별개이며 관련 국제 표준에 따라 구축되는 시스템 이식성 및 상호 운용성을 통해 사용자가 특정 구현 기술 및 멀티벤더 제품 채널에 대한 시스템 통합 기술을 선택할 수 있는 시스템입니다. < /p>

애플리케이션 요구 사항이 시스템 구조 발전에 미치는 영향 < /p>

시스템 구조에 대한 컴퓨터 애플리케이션의 기본 요구 사항은 높은 컴퓨팅 속도, 큰 스토리지 용량 및 큰 입출력 처리량입니다. (더 빠른 마더보드 CPU 와 메모리, 더 큰 하드 드라이브, 더 큰 디스플레이, 더 많은 컬러, 더 많은 새로 고침 빈도 ... 이것이 바로 수요입니다.) < /p>

컴퓨터 응용 프로그램은 초기 과학 컴퓨팅에서 더 고급 복잡한 응용 프로그램으로 발전하여 데이터 처리, 정보 처리, 지식 처리, 지능 처리 등 4 단계 상승세를 거쳤다 < /p>

부품이 시스템 구조 발전에 미치는 영향 < /p>

기술 발전으로 인해 부품의 성능 가격 비율이 빠르게 높아지고 칩의 기능이 강해지면서 시스템 구조의 성능이 더 높은 메인프레임에서 소형 폼 팩터 또는 마이크로컴퓨터로 이동합니다. < /p>

요약하면 < /p>

소프트웨어는 컴퓨터 시스템 구조의 발전을 촉진하는 가장 중요한 요소입니다 (소프트웨어 없이는 시스템을 실행할 수 없으므로 기존 소프트웨어를 쉽게 사용할 수 있도록 시스템 구조의 설계를 고려해야 합니다. 소프트웨어가 가장 중요) < /p>

애플리케이션 수요는 컴퓨터 시스템 구조의 발전을 촉진하는 가장 근본적인 동력이다. (기계는 사람을 위한 것이다. 우리는 더 빠르고 더 나은 것을 추구한다. 기계는 더 빠르고 더 잘 해야 한다. 따라서 수요가 가장 근본적이다) < /p>

부품은 컴퓨터 시스템 구조의 발전을 촉진하는 가장 활발한 요인이다. (부품 없이는 컴퓨터를 생산할 수 없고, 부품의 업그레이드마다 컴퓨터 시스템 구조의 개선을 가져온다. 상반기에 산 기계를 못 봤는데 하반기에 역사의 쓰레기 더미에 던지고 싶으신가요? _, 그래서 부품이 가장 활발하다.) (알버트 아인슈타인, Northern Exposure (미국 TV 드라마), 예술명언) < /p >