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明天，咱们持续更新【程序员进阶系列】专题，冰河带你从零入坑程序员。接下来，咱们一起聊聊计算机的构造和体系分类。
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https://github.com/sunshinelyz/technology-binghe
https://gitee.com/binghe001/technology-binghe
计算机构造
计算机构造次要由运算器、控制器、存储器、输出设施和输出设备组成。简化的结构图如下图所示。
接下来，咱们再看看看其具体的结构图如下所示。
其中，主存储器又叫做内存储器，也就是内存；辅助存储器又叫做辅存，也就是外存储器，例如磁盘；CPU 的核心部件为运算器和控制器。
CPU 由运算器、控制器、寄存器组和外部总线组成。
运算器蕴含：算术逻辑单元、累加寄存器、数据缓冲寄存器、状态条件寄存器。
- 算术逻辑单元（ALU）：数据的算术运算和逻辑运算。
- 累加寄存器（AC）：通用寄存器，为 ALU 提供一个工作区，用于暂存数据。
- 数据缓冲寄存器（DR）：写内存时，暂存指令或数据。
- 状态条件寄存器（PSW）：存储状态标记和管制标记，有时也能够将状态条件寄存器归为控制器局部。
控制器蕴含：程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序部件。
- 程序计数器（PC）：存储下一条要执行的指令的地址。
- 指令寄存器（IR）：存储行将执行的指令。
- 指令译码器（ID）：对指令中的操作码字段进行剖析解释。
- 时序部件：提供时序管制信号。
计算机体系结构分类
首先，咱们先来看一个在计算机领域中，对计算机的体系结构进行分类的一种经典办法，就是 Flynn 分类法，Flynn 分类法将计算机分成单指令流单数据流、单指令流多数据流、多指令流单数据流、多指令流多数据流。
具体信息如下表所示。
| 体系结构类型 | 构造 | 要害个性 | 代表 |
|---|---|---|---|
| 单指令流单数据流（SISD） | 管制局部：一个 处理器：一个 主存模块：一个 | 单处理器零碎 | |
| 单指令流多数据流（SIMD） | 管制局部：一个 处理器：多个 主存模块：多个 | 各处理机以异步的模式执行同一条伶俐 | 并行处理机、阵列处理机、超级向量处理机 |
| 多指令流单数据流（MISD） | 管制局部：多个 处理器：一个 主存模块：多个 | 被证实是不可能的，至多是不理论的 | 目前没有，有材料记录流水线处理机为此类 |
| 多指令流多数据流（MIMD） | 管制局部：多个 处理器：多个 主存模块：多个 | 可能实现作业、工作、指令等各级全面并行 | 多处理机系统、多计算机 |
指令的基本概念
一条指令就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码，指令的格局如下所示。
其中，操作码局部指出了计算机要执行什么性质的操作，例如，加法、减法、取数、存数等。地址码字段须要蕴含各操作数的地址及操作后果的寄存地址等，从其地址构造的角度能够分为三地址指令、二地址指令、一地址指令和零地址指令。
三地址指令
例如，执行 a +b= c 操作时，就是应用的三地址指令。此时如下所示。
二地址指令
例如，执行 a += b 操作时，执行的就是二地址指令，此时如下所示。
一地址指令
例如，执行 a ++ 操作时，执行的就是一地址指令，此时如下所示。
零地址指令
例如，宕机就是零地址指令。
寻址形式
总体来说，寻址形式能够分为：立刻寻址、间接寻址、间接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址。
- 立刻寻址：操作数间接在指令中，速度快，灵活性差。
- 间接寻址：指令中寄存的是操作数的地址。
- 间接寻址：指令中寄存了一个地址，这个地址对应的内容是操作数的地址。
- 寄存器寻址：寄存器寄存操作数。
- 寄存器内寄存的是操作数的地址。
CISC 与 RISC
CISC 和 RISC 别离示意简单指令集零碎和精简指令集零碎，具体信息如下表所示。
| 指令系统类型 | 指令 | 存执形式 | 实现形式 | 其余 |
|---|---|---|---|---|
| CISC（简单） | 数量多、应用频率差异大，可变长格局 | 反对多种 | 微程序控制技术（微码） | 研发周期长 |
| SISC（精简） | 数量少，应用频率靠近，定长格局，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有 Load/Store 操作内存。 | 反对形式少 | 减少了通信寄存器、硬布线逻辑管制为主，适宜采纳流水线 | 优化编译，无效反对高级编程语言 |
如何比拟 CISC 和 RISC，分哪些维度？
指令数量、指令应用频率、存执形式、寄存器、流水线反对、高级语言反对。
- CISC：简单、指令数量多，频率差异大、多寻址。
- RISC：精简、指令数量少。操作寄存器，单周期，少寻址，多通用寄存器，流水线，
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