计算机组成与系统结构 袁春风 第一章(a)

计算机组成(computer organization) 是指计算机主要功能部件的组成结构、逻辑设计及功能部件间的相互连接关系。计算机系统结构(computer architecture)的经典定义是指程序设计者（主要指低级语程序员或编译程序设计者）所看到的计算机系统的属性，即计算机的功能特性和概念性结构，也称指令体系结构(Instruction Set Architecture, ISA)，包括数据类型及数据格式、指令格式、寻址方式和可访问空间大小、程序可访问的寄存器个数、位数和编号、控制寄存器的定义、I/O空间的编址方式、中断结构、机器工作状态的定义和切换、输入输出数据传送方、储存保护方式等。

第一章：计算机系统概述

1、一个计算机系统可以认为是由各种硬件和各类软件采用层次化方式构建的分层系统，不同计算机用户工作所在的系统结构层如图：

ISA处于硬件和软件的交界面上，硬件所有的功能都有ISA集中体现，软件通过ISA在计算机上执行。所以，ISA是整个计算机系统中的核心部分。

2、从源程序到可执行程序

3、可执行文件的启动和执行：

这个过程可以看出，一个用户程序被启动执行，必须依靠操作系统的支持，包括外壳程序和内核服务例程。例如，shell命令行解释器是操作系统的外壳程序，它为用户提供了一个启动程序执行的环境，用来对用户从键盘输入的命令进行解释，并调出操作系统内核来加载用户程序（用户输入命令对应的程序）。显然，用来加载用户程序并使其从第一条指令开始执行的操作系统内核服务例程也是必不可少的。此外，在上述过程中涉及键、磁盘和显示器等外部设备的操作，这些底层硬件是不能由客户程序直接访问的，此时，也需要依靠操作系统内核服务例程的支持，例如，客户程序需要调用内核的read系统调用服务例程读取磁盘文件，或调用内核的write系统调用服务例程把字符串写到显示器中。

程序的执行过程是数据在CPU、主储存器和I/O模块之间流动的过程，所有数据的流动都是通过总线、I/O桥接器等进行的。数据在总线上传输之前，需要先缓存在储存部件中，因此，除了主储存器本身是存储部件以外，在CPU、I/O桥接器、设备控制器中也有存放数据的缓冲存储器，例如CPU中的寄存器堆、设备控制器中的数据缓冲寄存器等。

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