什么是计算机的体系结构，它意味着什么

计算机体系结构：计算机的理论组成部分和计算机基本工作原理的总称。

计算机体系结构是指程序员可见的系统属性，以及设计理念和架构。

计算机系统体系结构是计算机的外部特征，由机器语言程序员或程序的编译器看到。 所谓外部特征，就是计算机的概念结构和功能特征，主要研究计算机系统的基本工作原理，以及在软硬件接口上划分的权衡策略，建立起完整系统的计算机软硬件整体概念。

计算机体系结构，或称计算机体系结构，是程序员所看到的计算机的属性，即概念结构和功能特征。

计算机系统体系结构：机器语言的机器级结构。

计算机系统的体系结构是计算机的外部特征，如机器语言程序员或程序的编译者所看到的那样。 所谓外部特征，就是计算机的概念结构和功能特征。 用一个不恰当的类比，比如动物，它是"系统结构"那是什么意思？

其概念结构和功能特性相当于动物的器官组成和功能特性，如鸡有胃，胃能消化食物。 至于鸡胃的形状和鸡胃是由什么制成的，则不是"系统结构"也研究这个问题。 系统结构仅管理到此级别。

关于计算机系统的多级结构。

计算机系统结构的外部特征一般应包括以下几个方面：（1）指令系统。

2）数据表示。

3） 号码的地址方式。

4）寄存器组成的定义。

5）机构中断和例外。

6）存储系统和管理。

7）IO结构。

8）机器工作状态定义和切换。

9） 信息保护。

1.包含差异。

计算机体系结构包括程序员可以看到的计算机系统的那些属性，即概念结构和功能特征。 计算机组合的原理是指如何实现计算机系统结构中所体现的属性，它包含许多对程序员透明的硬件细节。

2.属性不同。

计算机系统的属性一般是指使用机器语言编程的程序员所看到的传统属性，包括汇编语言程序员和汇编程序员。 例如，指令系统体现了计算机的属性，这是计算机结构的问题。

3.说明不同。

计算机的组织包括指令集、数据类型、内存寻址技术、IO机制等，其中大部分都是抽象属性，因为计算机具有多层次的结构，因此，站在不同编程层次的程序员看到的计算机属性不同。 但是，指令的实现，即如何实现指令、分析指令、取操作数、计算、发送结果等，都是组合问题。

组成原理是指计算机内部的一些组件，如声卡、显卡、CPU;

架构在程序员眼中，是计算机的一些属性，当一个程序被写出来时，它是否能在计算机上运行;

冯·诺依曼结构计算机硬件系统由五个部分（组合器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）组成，这套理论被称为冯·诺依曼架构。

传统的冯·诺依曼计算机体系结构存储使系统依赖于内存的程序，而 CPU 访问内存的速度限制了系统的运行速度。 集成电路IC芯片的技术水平决定了存储器和其他硬件的性能。

发展历程：

在计算机出现之前，计算的准确性和数量都存在瓶颈，对计算机的需求非常强烈，冯·诺依曼的逻辑和计算机思想使他设计并制造了历史上第一台通用电子计算机。 他的计算机理论主要受他自己的数学基础的影响，具有高度数学化和逻辑化的特点。

他自己将这一理论称为“计算机的逻辑理论”。 他的计算机存储程序思想是他的又一伟大创新，通过将存储的程序放在内部存储器中，成功地解决了当时计算机存储容量太小、计算速度太慢的问题。

1）冯·诺依曼的设计理念。

在计算机问世后的50年里，虽然现在的计算机系统在性能指标、计算速度、工作方法、应用领域等方面与当时的计算机有很大不同，但基本架构没有改变，属于冯·诺依曼计算机。

冯·诺依曼的设计思路可以简要概括为以下三点：

计算机应由五个基本组件组成：运算器、存储器、控制器以及输入和输出设备。

计算机应该是内部二进制的，以表示指令和数据。 每条指令通常都有一个操作码和一个地址码。 其中操作码指示操作的性质，地址代码指示操作数在内存中的位置。

将编程的程序和原始数据送入内部存储器，然后启动计算机，计算机应自动取出指令并逐一执行任务，而无需操作员的干预。

冯·诺依曼的设计思想，最重要的一点是他明确地提出了“程序存储”的概念。 他的整个设计理念实际上是“程序存储”本质的具体化。

2）基本计算机结构图。

图中的实线是数据流，虚线是控制流），我们可以更好地理解“存储程序”和“程序控制”。

输入设备在控制器的控制下输入问题解决程序和原始数据，控制器依次从存储器中读出程序的指令，经过解码和分析后，发出一系列操作信号，命令组合器、存储器等部件完成指定的操作功能， 最后，控制器命令输出设备以适当的方式输出最终结果。所有这些工作都由控制器控制，控制器控制的主要基础是存储在内存中的程序。 人们常说，现代计算机使用存储程序控制，这就是它的意思。

c） 计算机的工作过程。

计算机的工作过程是执行程序的过程。 如何组织存储的程序涉及计算机体系结构问题。 今天的计算机都是基于“程序存储”的概念设计和制造的。

有了对“程序存储”的理解，就很容易理解计算机的工作过程。 要想让电脑工作，就要先对它进行编程，然后通过输入设备发送到内存中保存，也就是程序存储。 现在是执行程序的问题。

根据冯·诺依曼的设计，计算机应该能够自动执行程序，这反过来又归结为一个接一个地执行指令。 执行指令可分为以下4个基本操作：

分析指令：将存储在指令寄存器中的指令发送给指令解码器，并翻译指令的相应微操作。

执行指令：根据指令解码，将相应的控制信号发送到每个组件，以完成指令中指定的各种操作。

计算机体系结构是指计算机理论的组成部分以及计算机根据其不同的属性和功能的基本工作原理和理论的总称。

计算机体系结构是指软件和硬件的系统结构，它有两层含义，一是从程序员的角度看的系统结构，是对计算机系统的概念结构和功能特征的研究，与软件设计的特征有关。 二是从硬件设计者的角度来看的系统结构，实际上是计算机系统的组成或实现（见计算机组织），主要关注性能比的合理性。

1964年，Adam等人首次提出了计算机系统架构的概念，以便从编程的角度解释和研究计算机的属性（外部特征）。 概念结构和功能属性，从程序员的角度来看，这是计算机的属性。 它包括机器内数据的表示、寻址方式、对该数据的操作以及控制它们的那些操作（即指令系统）的执行。

对于通用机器，一般包括数据表示、寻址模式、寄存器定义、指令系统、中断机制、机器工作状态的定义和状态切换、机器级输入输出结构、对信息保护的支持等。

计算机体系结构主要由五个主要部分组成：

1.存储器用于存储数据和程序;

2、运算器主要运行算术运算和逻辑运算，将中间结果临时存储在运算器中;

3、控制器主要用于控制和命令程序和数据的输入操作，以及处理操作结果;

4、输入装置用于将熟悉的信息形式转换为机器可以识别的信息形式，如键盘、鼠标等;

5、输出设备可将机器计算结果转换为熟悉的信息形式，如打印机输出、显示输出等。