計(jì)算機(jī)考研專業(yè)介紹

計(jì)算機(jī)考研專業(yè)介紹[鍵入文檔標(biāo)題]2010年6月10日計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)目錄[隱藏]計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的分類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展圖書:計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)容簡(jiǎn)介目錄計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本工作原理，以及在硬件、軟件界面劃分的權(quán)衡策略，建立完整的、系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟硬件整體概念。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)指的是什么?是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的外表?還是是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)內(nèi)部的一塊塊板卡安放結(jié)構(gòu)?都MIMD多指令流多數(shù)據(jù)流，包括了大多數(shù)多處理機(jī)及多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。我國(guó)的YH-II型計(jì)算機(jī)是這種類型的計(jì)算機(jī)。一般將標(biāo)量流水機(jī)視為SISD類型，把向量流水機(jī)視為SIMD類型。按"并行級(jí)"和"流水線"分類：這是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的三個(gè)子系統(tǒng)級(jí)別上按并行程度及流水線處理程度進(jìn)行分類的方法。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則1.只加速使用頻率高的部件這是最重要也是最廣泛采用的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。因?yàn)榧涌焯幚眍l繁出現(xiàn)事件對(duì)系統(tǒng)的影響遠(yuǎn)比加速處理很少出現(xiàn)事件的影響要大。2.阿姆達(dá)爾(Amdahl)定律這個(gè)定律就是一個(gè)公式：即應(yīng)會(huì)運(yùn)用此公式做一些計(jì)算或分析，所以要記住并理解其意義。3.程序訪問的局部性規(guī)律程序訪問的局部性主要反映在時(shí)間和空間局部性兩個(gè)方面，時(shí)間局部性是指程序中近期被訪問的信息項(xiàng)可能馬上將被再次訪問，空間局部性指那些在訪問地址上相鄰近的信息項(xiàng)很可能被一起訪問。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)是：存儲(chǔ)程序方式；指令串行執(zhí)行，并由控制器加以集中控制；單元定長(zhǎng)的一維線性空間的存儲(chǔ)器；使用低級(jí)機(jī)器語言，數(shù)據(jù)以二進(jìn)制表示；單處理機(jī)結(jié)構(gòu)，以運(yùn)算器為中心。改進(jìn)后的馮·諾依曼計(jì)算機(jī)使其從原來的以運(yùn)算器為中心演變?yōu)橐源鎯?chǔ)器為中心。從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上講，主要是通過各種并行處理手段高提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能。軟件、應(yīng)用和器件對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響軟件應(yīng)具有可兼容性，即可移植性。為了實(shí)現(xiàn)軟件的可移植性，可用以下方法：模擬：用軟件方法在一臺(tái)現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，這種用實(shí)際存在的機(jī)器語言解釋實(shí)現(xiàn)軟件移植的方法就是模擬。仿真：用A機(jī)(宿主機(jī))中的一段微程序來解釋實(shí)現(xiàn)B機(jī)(目標(biāo)機(jī))指令系統(tǒng)中每一條指令而實(shí)現(xiàn)B機(jī)指令系統(tǒng)的方法稱仿真，它是有部份硬件參與解釋過程的。一般將兩種方法混合作用，對(duì)于使用頻率高的指令用仿真方法，而對(duì)于頻率低而且難于仿真實(shí)現(xiàn)的指令使用模擬的方法加以實(shí)現(xiàn)。采用系列機(jī)的方法，可以這么說，系列機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是一致的，如我們使用的INTEL的80X86微機(jī)系列及其兼容機(jī)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都是一致的，當(dāng)然在發(fā)展過程中它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以得到了新的擴(kuò)充，比如原來的586機(jī)器不支持MMX多媒體擴(kuò)展指令集，但是后來的芯片中擴(kuò)充了這些指令，使指令系統(tǒng)集擴(kuò)大，但它們?nèi)允峭幌盗械臋C(jī)器。這種系列機(jī)的方法主要是為了軟件兼容。如上面的擴(kuò)展指令，將使得以后針對(duì)這些指令優(yōu)化的軟件不能在以前的機(jī)子上運(yùn)行(或不能發(fā)揮相應(yīng)功能)導(dǎo)致向前兼容性不佳。但重要的是保證做到向后兼容，也就是在按某個(gè)時(shí)期推到市場(chǎng)上的該檔機(jī)上編制的軟件能不加修改地在它之后投入市場(chǎng)的機(jī)器上運(yùn)行。在系列機(jī)上，軟件的可稱植性是通過各檔機(jī)器使用相同的高級(jí)語言、匯編語言和機(jī)器語言，但使用不同的微程序來實(shí)現(xiàn)的。統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的高級(jí)語言采用與機(jī)器型號(hào)無關(guān)的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言標(biāo)準(zhǔn)如FORTRAN、COBOL等，這種方法提供了在不同硬件平臺(tái)、不同操作系統(tǒng)之間的可移植性。開放系統(tǒng):是指一種獨(dú)立于廠商,且遵循有關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)而建立的,具有系統(tǒng)可移植性、交互操作性，從而能允許用戶自主選擇具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)和多廠商產(chǎn)品渠道的系統(tǒng)集成技術(shù)的系統(tǒng)。應(yīng)用需求對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響計(jì)算機(jī)應(yīng)用對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷提出的基本要求是高的運(yùn)算速度、大的存儲(chǔ)容量和大的I/O吞吐率。(我們要更快的主板CPU和內(nèi)存、我們要更大的硬盤我們要更大的顯示器更多的色彩更高的刷新頻率...這就是需求)計(jì)算機(jī)應(yīng)用從最初的科學(xué)計(jì)算向更高級(jí)的更復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，經(jīng)歷了從數(shù)據(jù)處理、信息處理、知識(shí)處理以及智能處理這四級(jí)逐步上升的階段。器件對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的影響由于技術(shù)的進(jìn)步，器件的性能價(jià)格比迅速提高，芯片的功能越來越強(qiáng)，從而使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的性能從較高的大型機(jī)向小型機(jī)乃至微機(jī)下移。綜上所述：軟件是促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的最重要的因素(沒有軟件，機(jī)器就不能運(yùn)行，所以為了能方便地使用現(xiàn)有軟件，就必須考慮系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。軟件最重要)應(yīng)用需求是促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展的最根本的動(dòng)力(機(jī)器是給人用的，我們追求更快更好，機(jī)器就要做得更快更好。所以需求最根本)器件是促使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)發(fā)展最活躍的因素(沒有器件就產(chǎn)不出電腦，器件的每一次升級(jí)就帶來計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。沒看見上半年剛買的機(jī)子，下半年就想把它扔進(jìn)歷史的垃圾堆么^_^，所以器件最活躍)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)4分收藏分享到頂[0]編輯詞條

目錄1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2正文3配圖4相關(guān)連接展開全部摘要請(qǐng)用一段簡(jiǎn)單的話描述該詞條，馬上添加摘要。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)-正文

從程序設(shè)計(jì)的角度研究的計(jì)算機(jī)的概念性結(jié)構(gòu)和功能特性。G.M.亞當(dāng)?shù)热藶榱苏f明和研究從程序設(shè)計(jì)角度所看到的計(jì)算機(jī)的屬性（外特性），在1964年最先提出計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概念。一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以用多種\o"計(jì)算機(jī)組織"計(jì)算機(jī)組織來實(shí)現(xiàn)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)

包括\o"軟件"軟件和硬件的\o"計(jì)算機(jī)系統(tǒng)"計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可被看成是按功能劃分的多級(jí)層次結(jié)構(gòu)。表中每一級(jí)各對(duì)應(yīng)一類機(jī)器，各有自己的機(jī)器語言。在這里，“機(jī)器”的定義是能存儲(chǔ)、執(zhí)行\(zhòng)o"程序"程序的\o"算法"算法和\o"數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)"數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的集合體。各級(jí)機(jī)器的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)方法不同：M0由硬件實(shí)現(xiàn)，M1由微程序(固件)實(shí)現(xiàn)，M2～M5由軟件實(shí)現(xiàn)。由軟件實(shí)現(xiàn)的機(jī)器稱為虛擬機(jī)器，以區(qū)別由硬件或固件實(shí)現(xiàn)的實(shí)際機(jī)器。各級(jí)的程序被翻譯成比它低一級(jí)的語言的程序，或由低一級(jí)的程序解釋。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概念性結(jié)構(gòu)與功能特性

這是從程序設(shè)計(jì)者角度所看到的計(jì)算機(jī)屬性。它包括機(jī)器內(nèi)的數(shù)據(jù)表示、尋址方式,以及對(duì)這些數(shù)據(jù)的運(yùn)算和控制這些運(yùn)算的執(zhí)行等(即\o"指令系統(tǒng)"指令系統(tǒng))。不過,它并非僅包括與\o"中央處理器"中央處理器有關(guān)的部分，而應(yīng)是工作于機(jī)器級(jí)的程序設(shè)計(jì)者所看到的機(jī)器的所有部分,也就是包括\o"處理機(jī)"處理機(jī)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入-輸出聯(lián)結(jié)方法和中斷機(jī)構(gòu)等。對(duì)于通用型機(jī)器，一般包括：數(shù)據(jù)表示（能由硬件直接辨認(rèn)的數(shù)據(jù)類型，如定點(diǎn)、浮點(diǎn)數(shù)、邏輯數(shù)等）；尋址方式（指令是如何訪問到其操作數(shù)的，包括最小編址單元和地址運(yùn)算等）；寄存器定義(包括操作數(shù)寄存器、變址寄存器、控制寄存器的定義)；指令系統(tǒng)（包括機(jī)器指令的操作類型和格式，指令間的排序和控制機(jī)構(gòu)等）；中斷機(jī)構(gòu)；機(jī)器工作狀態(tài)（如管態(tài)和自態(tài)等）的定義和狀態(tài)切換;機(jī)器級(jí)的輸入-輸出結(jié)構(gòu)（包括對(duì)輸入-輸出設(shè)備的訪問方式，輸入-輸出數(shù)據(jù)的源、目的與數(shù)據(jù)傳送的控制,輸入-輸出操作的結(jié)束與出錯(cuò)指示）以及對(duì)信息保護(hù)的支持等。

學(xué)科內(nèi)容

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作為學(xué)科，主要研究軟件、硬件功能分配和對(duì)軟件、硬件界面的確定。70年代以來，在計(jì)算機(jī)軟件方面有了顯著的進(jìn)展。在計(jì)算機(jī)組織和實(shí)現(xiàn)技術(shù)上，最顯著的是器件技術(shù)的進(jìn)展，其次是微程序技術(shù)、并行技術(shù)、專用部件和運(yùn)算方法等方面的進(jìn)展。計(jì)算機(jī)在性能、速度、價(jià)格、可靠性和組織、實(shí)現(xiàn)技術(shù)上雖比50年代末60年代初有了巨大的突破，然而，它們的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)卻并沒有什么明顯的、突破性的進(jìn)展。從程序設(shè)計(jì)者的角度所看到的計(jì)算機(jī)的屬性和60年代初相比，變化很小。例如，對(duì)于指令系統(tǒng)，程序設(shè)計(jì)者基本上仍然立足于60年代初的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)來設(shè)計(jì)復(fù)雜得多的軟件。

絕大多數(shù)機(jī)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，仍然沒有脫離諾伊曼型（見\o"計(jì)算機(jī)組織"計(jì)算機(jī)組織）的范圍。但是，\o"J.諾伊曼"J.諾伊曼設(shè)計(jì)其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)時(shí)，既沒有考慮到要采用高級(jí)語言，也沒有顧及有\(zhòng)o"操作系統(tǒng)"操作系統(tǒng)和許多應(yīng)用領(lǐng)域的各種要求，由此引起的矛盾日益突出。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，經(jīng)歷了從面向\o"匯編程序"匯編程序設(shè)計(jì)，到面向\o"編譯程序"編譯程序設(shè)計(jì)和操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)，直至增加面向應(yīng)用軟件研制的幾個(gè)階段。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)落后于其設(shè)計(jì)要求的狀況，可以用語義差距來說明。這包括高級(jí)語言與機(jī)器語言的語義差距、操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的語義差距，以及程序設(shè)計(jì)環(huán)境與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的語義差距。

高級(jí)語言與機(jī)器語言的語義差距

這個(gè)差距表現(xiàn)在很多方面。從運(yùn)算符和數(shù)據(jù)類型的關(guān)系來看，二者的用法甚至是相反的。在高級(jí)語言中，由說明語句指明數(shù)據(jù)的類型，使類型直接與數(shù)據(jù)本身相聯(lián)系，但其運(yùn)算符卻是通用的，并無數(shù)據(jù)類型的含義；而機(jī)器語言則正相反，它是由操作碼指明的運(yùn)算符來決定操作數(shù)的類型。因此，在編譯過程中就需要把高級(jí)語言程序中的數(shù)據(jù)類型說明語句變換成機(jī)器語言的不同數(shù)據(jù)類型操作，而且要保證運(yùn)算符兩邊的操作數(shù)類型確實(shí)與運(yùn)算符所要求的相等。

采用帶標(biāo)志符的數(shù)據(jù)表示，即由每個(gè)數(shù)據(jù)的標(biāo)志位指明數(shù)據(jù)是二進(jìn)制整數(shù)、十進(jìn)制整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符串，還是地址等，可以顯著縮小這方面的語義差距，從而有兩方面的好處。①簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)：標(biāo)志符數(shù)據(jù)表示能提高指令的通用性。例如，加法指令只需一種，而不必分為二進(jìn)制加、十進(jìn)制加、浮點(diǎn)加、邏輯加等，可減少指令種類，簡(jiǎn)化匯編程序設(shè)計(jì)。②為應(yīng)用軟件的研制提供支持：采用標(biāo)志符技術(shù)，可由機(jī)器硬件直接檢測(cè)出多種程序設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，例如操作數(shù)錯(cuò)誤定義、不相容、有未被定義的操作數(shù)等，從而提供了“類型安全環(huán)境”。由于每一字都可以有“軟件定義捕捉標(biāo)志符”而有助于程序跟蹤和調(diào)試。此外，還能簡(jiǎn)化編譯過程，由硬件直接執(zhí)行數(shù)據(jù)變換，并有利于數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)去實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)類型的無關(guān)性。

標(biāo)志符技術(shù)的缺點(diǎn)是使字長(zhǎng)增加，每條指令所需的操作和拍數(shù)增加。從計(jì)算機(jī)的微觀性能，如從機(jī)器的運(yùn)算速度來看,標(biāo)志符的引入是不利的；但從宏觀性能,如從程序的編制、調(diào)試和執(zhí)行的總開銷來看，卻是有利的。標(biāo)志符技術(shù)已應(yīng)用于一些微、小型機(jī)，很可能被下一代計(jì)算機(jī)所采用。另外，采用堆棧、向量數(shù)據(jù)表示也有利于縮小語義差距。

諾伊曼型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的尋址方式是對(duì)應(yīng)于一維、線性、順序編址的存儲(chǔ)空間的。這和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的要求并不一致，如數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)往往是多維離散結(jié)構(gòu)，就是名稱變量也多是離散分布，因而須由軟件進(jìn)行映像和變換。要研究高級(jí)尋址方式以縮短數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)表示、尋址方式的語義差距。

人們?cè)缇吞岢鰬?yīng)縮小高級(jí)語言與機(jī)器語言的語義差距，但一直沒有根本改變，原因是多方面的。高級(jí)語言本身是多樣化的，不穩(wěn)定的，而且各種語言的語義結(jié)構(gòu)也有較大差別。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)被設(shè)計(jì)成語義結(jié)構(gòu)盡量接近于某一種語言，則實(shí)現(xiàn)這種語言的效率必然很高；然而對(duì)語義結(jié)構(gòu)與該語言差別較大的另一種高級(jí)語言來說，實(shí)現(xiàn)效率就可能比一般機(jī)器還低。對(duì)于需要設(shè)置多種高級(jí)語言的機(jī)器，只按一種高級(jí)語言來縮小語義差距，從整體來看往往是害多利少。因此，人們只得把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成比較通用的，使各種常用高級(jí)語言在語義差距上盡可能相近。這就是一般機(jī)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以真正面向縮短語義差距的一個(gè)主要原因。當(dāng)然，絕不是語義差距不能有任何縮小。人們已提出多種方案，也構(gòu)成了一些實(shí)際機(jī)器，它們可按圖分類。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)編譯中主要是采用翻譯技術(shù)。采用微程序控制的機(jī)器，則是通過解釋來實(shí)現(xiàn)機(jī)器語言的。因此，語義差距的縮小意味著增大解釋的比重，減少翻譯的比重。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要設(shè)置對(duì)應(yīng)多種語言的多個(gè)編譯系統(tǒng)，為縮小語義差距所需增大的解釋部分，可以為多個(gè)編譯系統(tǒng)用以簡(jiǎn)化翻譯過程，這從總體上看是合理的。

圖中傳統(tǒng)機(jī)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是典型的諾伊曼型結(jié)構(gòu)，它的語義差距最大，解釋的分量比翻譯的少得多。面向高級(jí)語言的機(jī)器采用多種縮小語義差距的措施，它的解釋的分量明顯增大。

進(jìn)一步增大解釋的比重,直至幾乎沒有語義差距,則可達(dá)到使高級(jí)語言成為機(jī)器的匯編語言，這種機(jī)器被稱為高級(jí)語言機(jī)器。它用匯編的方法把高級(jí)語言源程序翻譯成機(jī)器語言程序。高級(jí)語言機(jī)器本身也可以沒有機(jī)器語言，而直接由硬件和固件對(duì)高級(jí)語言源程序的語句逐條進(jìn)行解釋。它既沒有編譯程序，也不用匯編程序，這種機(jī)器被稱為直接執(zhí)行高級(jí)語言機(jī)器。已有的高級(jí)語言機(jī)器還沒有較好的性能價(jià)格比。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，高級(jí)語言機(jī)器必然會(huì)得到發(fā)展。

縮小語義差距，改進(jìn)指令系統(tǒng)、尋址方式和數(shù)據(jù)表示的目的遠(yuǎn)不限于簡(jiǎn)化編譯程序的設(shè)計(jì)和提高代碼生成的效率。對(duì)于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來說，編譯程序只是軟件中很小的一部分，而且它是由專門的、熟練的軟件人員來設(shè)計(jì)的，又往往只須1～2年設(shè)計(jì)一次。然而，應(yīng)用軟件的開發(fā)卻要天天進(jìn)行，而且設(shè)計(jì)人員的水平相對(duì)比較低。應(yīng)用軟件的調(diào)試和排錯(cuò)開銷很大，因而，應(yīng)從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面來改善軟件的開發(fā)，如由硬件發(fā)現(xiàn)高級(jí)語言程序的語法、語義和詞法上的錯(cuò)誤,指明其錯(cuò)誤所在,并將它返回映像到源程序，以及對(duì)安全性和程序的模塊化提供更好的條件等，其意義遠(yuǎn)比改進(jìn)編譯程序的設(shè)計(jì)大得多。

操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的語義差距

操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)間的語義差距較大。例如，進(jìn)程的概念是操作系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，但是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對(duì)于進(jìn)程的生成與撤銷、進(jìn)程的切換、進(jìn)程間的相互控制、進(jìn)行間的同步與通信等提供的條件很少，幾乎沒有相應(yīng)的機(jī)器指令。又如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提供的存儲(chǔ)保護(hù)是對(duì)連續(xù)、定長(zhǎng)存儲(chǔ)塊的保護(hù)，這和操作系統(tǒng)所要求的對(duì)子程序或變量的保護(hù)和共享,在語義上差別較大。還有,對(duì)操作系統(tǒng)中用得很多的表格和隊(duì)等也沒有反映。

人們對(duì)于盡可能縮小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)的語義差距，已有幾乎一致的認(rèn)識(shí)，而不象對(duì)高級(jí)語言機(jī)器有不同的看法。但這并不意味著應(yīng)把整個(gè)操作系統(tǒng)的全部功能硬化或固化，宜于硬化的是“機(jī)構(gòu)型”的功能，而不是“策略型”的功能。機(jī)構(gòu)型功能是指基本的、通用的功能，如進(jìn)程管理、信息保護(hù)和存儲(chǔ)管理等，它們是穩(wěn)定的，能夠確切定義的,是常用的,因而宜于實(shí)現(xiàn)硬化。典型的策略型功能有上機(jī)費(fèi)用計(jì)算、作業(yè)排隊(duì)、用戶標(biāo)識(shí)、資源管理等。這些功能隨環(huán)境不同而異，而且用戶能夠修改，所以是不穩(wěn)定的，在操作系統(tǒng)的生存期內(nèi)可能會(huì)不斷變化，因而適于用軟件實(shí)現(xiàn)。硬件實(shí)現(xiàn)利于提高操作系統(tǒng)的執(zhí)行效率和速度，減少開銷；軟件實(shí)現(xiàn)利于提供應(yīng)有的靈活性。

隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，必然會(huì)縮小語義差距。不過語義差距也非越小越好，因?yàn)檎Z義差距的大小實(shí)質(zhì)上取決于軟、硬件功能分配，而這主要應(yīng)從實(shí)現(xiàn)費(fèi)用、對(duì)速度的影響和其他性能要求來考慮，亦即考慮如何分配能提高性能價(jià)格比。

實(shí)現(xiàn)費(fèi)用包括研制費(fèi)用和重復(fù)生產(chǎn)費(fèi)用。硬件的設(shè)計(jì)費(fèi)用和重復(fù)生產(chǎn)費(fèi)用都比軟件大，宜于硬件實(shí)現(xiàn)的功能應(yīng)該是穩(wěn)定的、常用的、比較小的、而且是軟件實(shí)現(xiàn)的速度下降會(huì)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能有較大影響的那些功能。硬件實(shí)現(xiàn)只是對(duì)產(chǎn)量大的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才有經(jīng)濟(jì)效益。如果硬件實(shí)現(xiàn)不能給用戶帶來明顯的好處，則不論硬件比例多高也不會(huì)有生命力。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)維基百科，自由的百科全書漢漢▼抽象來說，計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)是一個(gè)系統(tǒng)在其所處環(huán)境中最高層次的概念；它確定了一臺(tái)計(jì)算機(jī)硬件和軟件之間的銜接。具體地說計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)指的是電腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)的觀念與架構(gòu)，描述電腦在實(shí)做的設(shè)計(jì)原則。它確定一個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的：部件部件功能部件間接口在電腦工程中，計(jì)算機(jī)架構(gòu)指的是電腦系統(tǒng)設(shè)計(jì)的觀念與架構(gòu)，描述電腦在實(shí)做的設(shè)計(jì)原則。並且著重於「負(fù)責(zé)了計(jì)算機(jī)架構(gòu)的中心功能：計(jì)算」的中央處理器(CPU)內(nèi)部的執(zhí)行動(dòng)作與記憶體的存取。注意，不要與\o"處理器"處理器領(lǐng)域的\o"微體系結(jié)構(gòu)"微體系結(jié)構(gòu)相混淆。以常見的\o"馮·諾伊曼"馮·諾伊曼設(shè)計(jì)為例，體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括了：指令集(Instructionsetarchitecture；簡(jiǎn)稱ISA)：被視為一種機(jī)器語言，包含了許多相關(guān)的指令集(記憶體定址、處理器暫存器控制等等...)。微系統(tǒng)架構(gòu)(Microarchitecture)或稱電腦組織(Computerorganization)：是更詳細(xì)的敘述系統(tǒng)內(nèi)部各元素如何進(jìn)行合作與溝通。數(shù)據(jù)表示，即硬件能直接識(shí)別和處理的數(shù)據(jù)類型和數(shù)據(jù)格式；尋址方式，包括\o"最小尋址單位"最小尋址單位和地址運(yùn)算等；寄存器定義，包括操作數(shù)寄存器、變址寄存器、控制寄存器等的定義、數(shù)量和使用方式；指令系統(tǒng)，包括機(jī)器指令的操作類型和格式、指令間的排序和控制機(jī)制等；異常機(jī)制，包括中斷、NMI和內(nèi)部異常等；機(jī)器工作狀態(tài)的定義和切換，如管態(tài)和目態(tài)等；輸入輸出結(jié)構(gòu)，包括處理機(jī)、存儲(chǔ)器與輸入輸出設(shè)備之間的連接方式、數(shù)據(jù)傳送方式、數(shù)據(jù)流量、以及數(shù)據(jù)交換過程的控制等；

“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”是計(jì)算機(jī)及相關(guān)學(xué)科的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。它主要研究軟件、硬件功能分配和對(duì)軟件、硬件界面的確定，即確定哪些功能由軟件完成，哪些功能由硬件實(shí)現(xiàn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是從外部來研究計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它是使用者所看到的物理計(jì)算機(jī)的抽象，編寫出能夠在機(jī)器上正確運(yùn)行的程序所必須了解到的計(jì)算機(jī)的屬性。本課程的學(xué)習(xí)目的是建立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的完整概念，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分析方法和設(shè)計(jì)方法，掌握新型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理。本教材深入淺出地全面介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、基本原理、基本結(jié)構(gòu)和基本分析方法。內(nèi)容包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基本概念、指令系統(tǒng)、存儲(chǔ)系統(tǒng)、輸入輸出系統(tǒng)、標(biāo)量處理機(jī)、向量處理機(jī)互連網(wǎng)絡(luò)、并行處理機(jī)和多處理機(jī)等。計(jì)算機(jī)軟件與理論目錄[隱藏]學(xué)科簡(jiǎn)介專業(yè)簡(jiǎn)介主要相關(guān)學(xué)科研究方向培養(yǎng)目標(biāo)

學(xué)科簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)是研究信息過程、用以表達(dá)此過程的信息結(jié)構(gòu)和規(guī)則及其在信息處理系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)的學(xué)科。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)研究的主要對(duì)象是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)及其相關(guān)的現(xiàn)象。該學(xué)科的工作集中于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的基本原則、使之運(yùn)用于各種信息加工任務(wù)的有效方法、以及它們的特性和局限的理論特征。學(xué)科包括科學(xué)與工程技術(shù)兩方面，二者相互作用、相互影響。半個(gè)多世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展，成為當(dāng)代科技的非常重要的學(xué)科。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的邏輯器件的不斷更新?lián)Q代，目前已經(jīng)進(jìn)入了超大規(guī)模集成電路的時(shí)代。微電子技術(shù)的變化發(fā)展，直接帶動(dòng)了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的發(fā)展，許多行之有效的理論和方法得以應(yīng)用。計(jì)算機(jī)已經(jīng)從早期的單一計(jì)算裝置發(fā)展成多計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、并行分布式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等多種形式的高性能系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展，進(jìn)一步改變了人類社會(huì)生產(chǎn)、生活方式。軟件理論和技術(shù)的發(fā)展和軟件工程方法導(dǎo)致了軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)方法的根本變革。理論研究已經(jīng)從單純的計(jì)算模型的研究發(fā)展到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)理論、軟件理論、計(jì)算理論和應(yīng)用技術(shù)理論等多個(gè)研究分支，并拓展到人工智能等方面。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)科可分為理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)軟件、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等領(lǐng)域以及與其他學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，如人工智能、應(yīng)用數(shù)學(xué)等。通常，本學(xué)科可概括為計(jì)算機(jī)軟件與理論、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)等3個(gè)二級(jí)學(xué)科。計(jì)算機(jī)軟件與理論主要研究軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)和使用過程中涉及的軟件理論、方法和技術(shù)，探討計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究計(jì)算機(jī)硬件與軟件的功能分配、軟硬件界面的劃分、計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)、組成與實(shí)現(xiàn)方法與技術(shù)。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)到各個(gè)領(lǐng)域的原理、方法和技術(shù)，所涉及的研究?jī)?nèi)容非常廣泛。計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)不僅自身已經(jīng)成為高技術(shù)的重要學(xué)科之一，而且對(duì)于當(dāng)代眾多的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展有著重要的影響。隨著人類社會(huì)信息化的程度的提高，計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)所涉及的研究領(lǐng)域和方向會(huì)不斷擴(kuò)展、深化，對(duì)于人類社會(huì)的生產(chǎn)和生活將發(fā)揮越來越重要的作用。專業(yè)簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)軟件與理論主要包括軟件設(shè)計(jì)、開發(fā)、維護(hù)和使用過程中涉及的理論、方法和技術(shù)，探討計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)發(fā)展的理論基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)軟件與理論的研究范圍十分廣泛，包括系統(tǒng)軟件、軟件自動(dòng)化、程序設(shè)計(jì)語言、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、軟件工程與軟件復(fù)用技術(shù)、并行處理與高性能計(jì)算、智能軟件、理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、人工智能、計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)理論等。主要相關(guān)學(xué)科計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。研究方向Ø人工智能Ø分布式系統(tǒng)Ø面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫系統(tǒng)Ø非經(jīng)典邏輯與模糊計(jì)算機(jī)系統(tǒng)培養(yǎng)目標(biāo)應(yīng)掌握計(jì)算機(jī)軟件與理論專業(yè)的基礎(chǔ)理論和研究方法以及本專業(yè)必備的專門知識(shí)，具有獨(dú)立承擔(dān)科學(xué)研究能力，勝任高等學(xué)校教學(xué)、科研及軟件研究和設(shè)計(jì)工作。計(jì)算機(jī)軟件與理論本學(xué)科點(diǎn)為國(guó)內(nèi)首批軟件碩士點(diǎn)，1985年被國(guó)務(wù)院學(xué)位委員會(huì)特批為軟件博士點(diǎn)，以后又改名為計(jì)算機(jī)軟件與理論博士點(diǎn)。本二級(jí)學(xué)科所處的一級(jí)學(xué)科于1998年獲博士后流動(dòng)站，并于2000年獲一級(jí)學(xué)科博士授予權(quán)。本二級(jí)學(xué)科點(diǎn)現(xiàn)有教授14人、副教授9人，講師7人，其中博士導(dǎo)師8人、具有博士學(xué)位的16人，年齡在45歲以下的有22人，占總?cè)藬?shù)的三分之二。本二級(jí)學(xué)科的主要學(xué)術(shù)帶頭人有傅育熙、陳克非、申瑞民、孫永強(qiáng)、尤晉元、陸汝占，這些博士導(dǎo)師中既有著名的老一輩計(jì)算機(jī)科學(xué)家，也有突出的青年學(xué)術(shù)帶頭人。

本學(xué)科自創(chuàng)建起，始終以學(xué)科建設(shè)為主線，在孫永強(qiáng)教授的帶領(lǐng)下，科研、教學(xué)、碩士生和博士生培養(yǎng)質(zhì)量穩(wěn)步提高，曾先后承擔(dān)過四十余項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家863、七五/八五/九五國(guó)家科技攻關(guān)等項(xiàng)目。目前在研的有國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家863、九五國(guó)家科技攻關(guān)等國(guó)家級(jí)項(xiàng)目十余項(xiàng)，還有一批省市級(jí)科研項(xiàng)目。本學(xué)科曾先后獲國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)科技進(jìn)步獎(jiǎng)11項(xiàng)。在教學(xué)方面曾獲國(guó)家級(jí)教學(xué)成果一、二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省部級(jí)教學(xué)成果獎(jiǎng)13項(xiàng)。1996年以來本學(xué)科發(fā)表的被SCI索引的論文23篇、被EI索引的論文72篇，先后獲得國(guó)家自然基金15項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)以年均60%的幅度增長(zhǎng)。

經(jīng)過二十多年的建設(shè)，本學(xué)科已建立起包括理論計(jì)算機(jī)科學(xué)、程序設(shè)計(jì)方法學(xué)、系統(tǒng)軟件與中間件、中文信息處理理論與技術(shù)等研究方向。這些研究方向的綜合特色是：基礎(chǔ)理論研究力量雄厚，軟件技術(shù)研究緊隨國(guó)際主流方向，軟件系統(tǒng)開發(fā)以系統(tǒng)軟件和中間件為主兼顧特定領(lǐng)域應(yīng)用軟件。從發(fā)展的角度看，本學(xué)科在主要研究方向上已形成人才高地，有能力吸引更多海內(nèi)外高水平人才。

近年來，本學(xué)科從國(guó)外大力引進(jìn)了傅育熙、陳克非、呂寶糧等博士和一批國(guó)內(nèi)重點(diǎn)高校畢業(yè)的博士，通過211工程和985重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目投入對(duì)軟硬件環(huán)境進(jìn)行了根本性的改善，博士生培養(yǎng)在規(guī)模擴(kuò)大的同時(shí)更注重質(zhì)量的提高，對(duì)博士生在答辯前必須完成的高水平科研任務(wù)和SCI/EI索引論文提出具體要求。本科生教學(xué)在堅(jiān)持專業(yè)基礎(chǔ)和數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的同時(shí)，圍繞四個(gè)跨學(xué)期的大型作業(yè)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，學(xué)生在ACM國(guó)際程序設(shè)計(jì)大賽中多次獲獎(jiǎng)，畢業(yè)后受到社會(huì)普遍的好評(píng)，本科生教學(xué)歷年來在全國(guó)、上海市教學(xué)評(píng)比中名列前茅。

在國(guó)際合作方面，本學(xué)科與卡內(nèi)基-梅隆大學(xué)、德國(guó)柏林工大、日本東京大學(xué)、香港大學(xué)等學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)有學(xué)術(shù)交流和聯(lián)合培養(yǎng)研究生計(jì)劃，平均每年舉辦一次大型的國(guó)內(nèi)國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)目錄[隱藏]前言：培養(yǎng)目標(biāo)：主要課程：就業(yè)方向：圖書信息內(nèi)容簡(jiǎn)介圖書目錄

前言：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)狹義：可以利用任何一種計(jì)算機(jī)軟件的任何一功能，為可能用到它的人提供一定的服務(wù)。廣義：對(duì)各種軟件的各種功能/設(shè)置屬性有足夠的了解和應(yīng)用能力，可以在各種情況下駕馭計(jì)算機(jī)高效率的為不同人群提供他們所需要的各種服務(wù)?？傊彩抢糜?jì)算機(jī)軟件，為需要或者可能需要它的人提供服務(wù)的技術(shù)，就是計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。培養(yǎng)目標(biāo)：本專業(yè)培養(yǎng)掌握計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)必要的基礎(chǔ)理論,能熟練掌握常用計(jì)算機(jī)軟件操作，至少熟練掌握一門編程語言，具有一定分析問題和解決問題能力，并具有較強(qiáng)實(shí)踐技能的高級(jí)計(jì)算機(jī)應(yīng)用型人才。主要課程：計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)基礎(chǔ)[1]、Linux操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)SQL、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與C程序設(shè)計(jì)、單片機(jī)原理與技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理、工程經(jīng)濟(jì)、高級(jí)語言匯編、VB.net程序設(shè)計(jì)、多媒體軟件應(yīng)用、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)站建設(shè)、Delphi程序設(shè)計(jì)、Java語言程序設(shè)計(jì)、圖形圖像應(yīng)用處理（PhotoShop）、Flash動(dòng)畫制作、微型計(jì)算機(jī)安裝調(diào)試維修、辦公室軟件應(yīng)用操作、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、崗前培訓(xùn)“一技之長(zhǎng)”就業(yè)方向：計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)、計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)管理維護(hù)、互聯(lián)網(wǎng)站建設(shè)維護(hù)等職業(yè)崗位群。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)

（專業(yè)代碼：081203）（200709版）

為了加強(qiáng)碩士研究生的管理，不斷提高碩士研究生的培養(yǎng)質(zhì)量，根據(jù)《上海交通大學(xué)關(guān)于攻讀碩士學(xué)位研究生培養(yǎng)工作的規(guī)定》和上海交通大學(xué)有關(guān)文件的規(guī)定，結(jié)合軟件學(xué)院的具體情況，特制定本培養(yǎng)方案。

一、培養(yǎng)目標(biāo)

培養(yǎng)面向領(lǐng)域的、高層次、開放型、復(fù)合型、國(guó)際化人才。

二、主要研究方向

1．軟件系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)；2．計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)；3．普適計(jì)算技術(shù)；4．可視數(shù)字技術(shù)。

三、學(xué)制和學(xué)分

全日制工程碩士研究生學(xué)制為二年半；總學(xué)分≥32，其中學(xué)位課學(xué)分≥19。數(shù)學(xué)課要求達(dá)到6學(xué)分。

四、課程設(shè)置課程類別課程代碼課程名稱學(xué)分開課時(shí)間組號(hào)備注學(xué)位課G071503計(jì)算方法3.0秋

學(xué)位課G071536高等計(jì)算方法2.0春

學(xué)位課G071555矩陣?yán)碚?.0秋

學(xué)位課G071557圖與網(wǎng)絡(luò)2.0春

學(xué)位課G071559最優(yōu)化理論基礎(chǔ)3.0秋

學(xué)位課G071561偏微分方程數(shù)值方法2.0春

學(xué)位課G071562基礎(chǔ)數(shù)理統(tǒng)計(jì)2.0秋

學(xué)位課G071567工程微分幾何2.0春

學(xué)位課G090501自然辯證法概論2.0春，秋

必修學(xué)位課G090503科學(xué)社會(huì)主義理論與實(shí)踐1.0春，秋

必修學(xué)位課G090510中國(guó)文化概論2.0春

學(xué)位課G090511漢語2.0秋

留學(xué)生必修學(xué)位課G140501英語3.0春，秋

必修學(xué)位課X033505應(yīng)用邏輯3.0秋

學(xué)位課X033506計(jì)算理論3.0春

學(xué)位課X033522