
●数据表示(硬件能直接辩认和处理的数据类型);
●寻址规则(包括最小寻址单元、寻址方式及其表示);
●寄存器定义(包括各种寄存器的定义、数量和使用方式);
●指令集(包括机器指令的操作类型和格式、指令间的排序和控制机构等);
●中断系统(中断的类型和中断响应硬件的功能等);
●机器工作状态的定义和切换(如管态和目态等);
●存储系统(主存容量、程序员可用的最大存储容量等);
●信息保护(保护方式和硬件对信息保护的支持);
●I/O结构(包括I/O连接方式、处理机/存储器与I/O设备间数据传送的方式和格式以及I/O操作的状态等);
(1)Flynn分类法
1966年,Michael.J.Flynn提出根据指令流、数据流的多倍性(multiplicity)特征对计算机系统进行分类,定义如下。
●指令流:机器执行的指令序列
●数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果
●多倍性:在系统性能瓶颈部件上同时处于同一执行阶段的指令或数据的最大可能个数。
Flynn根据不同的指令流-数据流组织方式把计算机系统分为4类。
1、单指令流单数据流(SingleInstructionStreamSingleDataStream,SISD)
SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机,其指令部件每次只对一条指令进行译码,并只对一个操作部件分配数据。
2、单指令流多数据流(SingleInstructionStreamMultipleDataStream,SIMD)
SIMD以并行处理机为代表,结构如图,并行处理机包括多个重复的处理单元PU1~PUn,由单一指令部件控制,按照同一指令流的要求为它们分配各自所需的不同的数据。
3、多指令流单数据流(MultipleInstructionStreamSingleDataStream,MISD)