●數(shù)據(jù)表示(硬件能直接辯認和處理的數(shù)據(jù)類型);
●尋址規(guī)則(包括最小尋址單元、尋址方式及其表示);
●寄存器定義(包括各種寄存器的定義、數(shù)量和使用方式);
●指令集(包括機器指令的操作類型和格式、指令間的排序和控制機構(gòu)等);
●中斷系統(tǒng)(中斷的類型和中斷響應硬件的功能等);
●機器工作狀態(tài)的定義和切換(如管態(tài)和目態(tài)等);
●存儲系統(tǒng)(主存容量、程序員可用的最大存儲容量等);
●信息保護(保護方式和硬件對信息保護的支持);
●I/O結(jié)構(gòu)(包括I/O連接方式、處理機/存儲器與I/O設(shè)備間數(shù)據(jù)傳送的方式和格式以及I/O操作的狀態(tài)等);
。1)Flynn分類法
1966年,Michael.J.Flynn提出根據(jù)指令流、數(shù)據(jù)流的多倍性(multiplicity)特征對計算機系統(tǒng)進行分類,定義如下。
●指令流:機器執(zhí)行的指令序列
●數(shù)據(jù)流:由指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列,包括輸入數(shù)據(jù)和中間結(jié)果
●多倍性:在系統(tǒng)性能瓶頸部件上同時處于同一執(zhí)行階段的指令或數(shù)據(jù)的最大可能個數(shù)。
Flynn根據(jù)不同的指令流-數(shù)據(jù)流組織方式把計算機系統(tǒng)分為4類。
1、單指令流單數(shù)據(jù)流(SingleInstructionStreamSingleDataStream,SISD)
SISD其實就是傳統(tǒng)的順序執(zhí)行的單處理器計算機,其指令部件每次只對一條指令進行譯碼,并只對一個操作部件分配數(shù)據(jù)。
2、單指令流多數(shù)據(jù)流(SingleInstructionStreamMultipleDataStream,SIMD)
SIMD以并行處理機為代表,結(jié)構(gòu)如圖,并行處理機包括多個重復的處理單元PU1~PUn,由單一指令部件控制,按照同一指令流的要求為它們分配各自所需的不同的數(shù)據(jù)。
3、多指令流單數(shù)據(jù)流(MultipleInstructionStreamSingleDataStream,MISD)