计算机系统抽象层
文章目錄
- 1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽象層
- 2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同用戶
- 3 指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）
1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)抽象層
功能轉(zhuǎn)換：上層是下層的抽象，下層是上層的實(shí)現(xiàn)底層為上層提供支撐環(huán)境！
我們需要知道程序執(zhí)行結(jié)果不僅取決于算法、程序編寫，而且取決于語(yǔ)言處理系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、ISA、微體系結(jié)構(gòu)。
2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同用戶
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的不同用戶：
- 最終用戶工作在由應(yīng)用程序提供的最上面的抽象層。
- 系統(tǒng)管理員工作在由操作系統(tǒng)提供的抽象層。
- 應(yīng)用程序員工作在由語(yǔ)言處理系統(tǒng)（主要有編譯器和匯編器）的抽象層。
- 語(yǔ)言處理系統(tǒng)建立在操作系統(tǒng)之上。
- 系統(tǒng)程序員（實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)軟件）工作在ISA層次，必須對(duì)ISA非常了解。
- 編譯器和匯編器的目標(biāo)程序由機(jī)器級(jí)代碼組成。
- 操作系統(tǒng)通過(guò)指令直接對(duì)硬件進(jìn)行編程控制。
- ISA處于軟件和硬件的交界面（接口）。
ISA是對(duì)硬件的抽象，所有軟件功能都建立在ISA之上。
3 指令集體系結(jié)構(gòu)（ISA）
ISA指Instruction Set Architecture，即指令集體系結(jié)構(gòu)，有時(shí)簡(jiǎn)為指令系統(tǒng)。
ISA是一種規(guī)約（Specification），它規(guī)定了如何使用硬件：
- 可執(zhí)行的指令的集合，包括指令格式、操作種類以及每種操作對(duì)應(yīng)的操作數(shù)的相應(yīng)規(guī)定；
- 指令可以接受的操作數(shù)的類型；
- 操作數(shù)所能存放的寄存器組的結(jié)構(gòu)，包括每個(gè)寄存器的名稱、編號(hào)、長(zhǎng)度和用途；
- 操作數(shù)所能存放的存儲(chǔ)空間的大小和編址方式；
- 操作數(shù)在存儲(chǔ)空間存放時(shí)按照大端還是小端方式存放；
- 指令獲取操作數(shù)的方式，即尋址方式；
- 指令執(zhí)行過(guò)程的控制方式，包括程序計(jì)數(shù)器（PC）、條件碼定義等。
ISA在通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中是必不可少的一個(gè)抽象層，Why？
- 沒(méi)有它，軟件無(wú)法使用計(jì)算機(jī)硬件！
- 沒(méi)有它，一臺(tái)計(jì)算機(jī)不能稱為“通用計(jì)算機(jī)”
ISA和計(jì)算機(jī)組成（Organization，即MicroArchitecture，微結(jié)構(gòu)）是何關(guān)系？
不同ISA規(guī)定的指令集不同，如，IA-32、MIPS、ARM等。計(jì)算機(jī)組成必須能夠?qū)崿F(xiàn)ISA規(guī)定的功能，如提供GPR、標(biāo)志、運(yùn)算電路等，同一種ISA可以有不同的計(jì)算機(jī)組成，如乘法指令可用ALU或乘法器實(shí)現(xiàn)。
ISA是計(jì)算機(jī)組成的抽象。
參考資料：
總結(jié)
