?第1章计算机系统设计基础
?第2章数据表示与指令系统性能分析
?第3章流水技术和向量处理
?第4章阵列计算机
?第5章多处理机系统
?第6章数据流计算机
2026年3月6日星期五1
第1章计算机系统设计基础
?1.1计算机系统的基本概念
?1.2计算机系统的设计技术
?1.3计算机系统的性能评价
?1.4计算机系统结构的发展
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本章学习要求
?了解计算机系统的多级层次结构
?掌握系统结构、组成和实现的定义及属
性，会透明性分析
?掌握计算机系统的设计原理、性能计算
?掌握计算机系统的分类，特别是Flynn分
类
?了解软件对计算机系统结构发展的影响
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1.1计算机系统的基本概念
?机器：能存储和执行相应语言程序的算
法和数据结构的执行体
?计算机语言：是用以描述控制流程的、
有一定规则的字符集合
–语言不是专属软件范畴，可以介属于计算机
系统的各个层次，具有不同作用
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1.1.1计算机系统的多级层次结构
从使用语言的角度上，将计算机系统
看成按功能划分的多级层次结构
机器、汇编、高级、应用语言
低级高级
后者比前者功能更强、使用更方便；
而前者是后者发展的基础，在单条指令的
执行速度相比较，前者更快。
计算机系统的多级层次结构图
应用软件应用语言级L5虚拟机
翻译（应用程序包）
高级语言机器L4虚拟机
翻译（编译程序）
系统软件汇编语言机器L3虚拟机
翻译（汇编程序）
软件操作系统机器L2虚拟机
部分解释（操作系统）
软硬件交界面
硬件传统机器级物理机器
解释
固件微程序/硬联
直接由硬件执行
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多级层次结构（机器—语言）
?M5:应用语言机器------应用语言（L5）
?M4:高级语言机器------高级语言（L4）
?M3:汇编语言机器------汇编语言（L3）
?M2:操作系统机器------作业控制语言（L2）
?M1:传统机器------------机器语言（L1）
?M0:微程序机器---------微程序语言（L0）
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从设计人员看到的层次
?应用程序级用户
?高级语言级高级语言程序员
?汇编语言级汇编语言程序员
?操作系统级操作员
?机器语言级机器语言程序员
?微程序控制级逻辑程序员
?硬联逻辑级硬件设计员
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翻译(Translation)：先用转换程序将
高一级机器级上的程序整个地变换成低
一级机器级上可运行的等效程序（中间
程序），然后再在低一级机器级上去实
现的技术。
例：英语翻译
计算机系统中的翻译功能