系統結構演算法

① 什麼是系統架構設計

定義：

一個軟體隨著功能越來越多，整個軟體系統逐漸碎片化，如果不採取有效措施，軟體系統就會越來越無序，最終無法維護和擴展。

所以說軟體在一段時間的生長後，就需要及時干預，避免越來越無序，架構的本質就是對軟體系統進行有序化重構，使軟體系統不斷進化。

(1)系統結構演算法擴展閱讀：

系統構架是對已確定的需求的技術實現構架、作好規劃，運用成套、完整的工具，在規劃的步驟下去完成任務。

抽象來說，它是計算機系統結構，或稱計算機體系結構，是一個系統在其所處環境中最高層次的概念；它確定一台計算機硬體和軟體之間的銜接。

具體地說計算機體系結構指的是計算機系統設計的觀念與架構，描述計算機在實做的設計原則。

它確定一個計算機設計的部件功能 ，部件間介面 並且計算機體系結構著重於「負責了計算機架構的中心功能：計算」的中央處理器內部的運行動作與存儲器的訪問。

② 什麼是系統結構圖

系統結構圖是對軟體系統結構的總體設計的圖形顯示，在需求分析階段,已經從系統開發的角度出發,把系統按功能逐次分割成層次結構,使每一部分完成簡單的功能且各個部分之間又保持一定的聯系,這就是功能設計.在設計階段,基於這個功能的層次結構把各個部分組合起來成為系統.(3)處理方式設計:確定為實現軟體系統的功能需求所必需的演算法,評估演算法的性能.確定為滿足軟體系統的性能需求所必需的演算法和模塊間的控制方式(性能設計).確定外部信號的接收發送形式.
用Microsoft Visio Trial來畫系統結構圖

③ 計算機系統結構（雙語）

計算機體系結構是計算機科學與技術、軟體工程等專業的核心課程之一，重點論述計算機系統各種基本結構、設計技術和性能分析方法。通過本課程，了解計算機系統的各種基本結構，掌握在計算機設計各個環節中影響性能的因素，以及提高性能的各種理論和方法。

本門課程屬於計算機偏硬技術課程，針對計算機科學與技術、軟體工程等專業高年級學生開設。主要講授內容為：計算機系統結構、計算機指令集結構設計、流水線技術、指令級並行、存儲層次結構、輸入輸出系統、多處理機等。

結合計算機系統性能提升的技術路線及方法分析計算機體系結構的基本理論、基本技術和基本方法，與此同時，採用最新計算機體系結構實例講解課程內容。

課程大綱

第一章 計算機系統結構的基本概念
1. 計算機系統結構的概念（計算機系統的層次結構，計算機系統結構，計算機組成，計算機實現，系列機）
2. 計算機系統結構的發展
3. 影響計算機系統結構的成本和價格因素
4. 定量分析技術基礎（計算機性能評測的基本概念，測試程序，性能設計和評測的基本原則，Amdahl定律，CPU的性能）
5. 計算機系統結構中並行性的發展（並行性概念，提高並行性的技術途徑）

第二章 計算機指令集結構設計
1. 指令集結構的分類
2. 定址技術
3. 指令集結構的功能設計
4. 操作數的類型、表示和大小
5. 指令集格式的設計（定址方式的表示方法，指令集格式的選擇）
6. DLX指令集結構

第三章 流水線技術
1. 流水線的基本概念及分類
2. DLX的基本流水線
3. 流水線性能分析（時空圖、吞吐率、加速比、效率、消除流水線瓶頸段的方法）
4. 流水線中的相關及解決方法（結構相關、數據相關、控制相關、定向技術、指令調度、分支預測、延遲分支等）
5. MIPS R4000流水線計算機簡介
6. 向量處理機（向量處理方式、向量處理機的概念、提高向量處理機性能的主要技術、向量處理機的性能評價）

第四章 指令級並行
1. 指令級並行的概念（循環展開，相關）
2. 指令的動態調度（動態調度的原理、記分牌技術、Tomasulo演算法）
3. 控制相關的動態解決技術（分支預測緩沖、分支目標緩沖、基於硬體的前瞻執行）
4. 多指令流出技術（靜態超標量、動態多指令流出、超長指令字）

第五章 存儲器層次結構
1. 存儲器的層次結構（存儲層次的性能參數、「Cache —主存」層

④ 計算機系統結構的演算法

這門課的演算法不多吧？又不是數據結構課。

⑤ 數據結構中五種演算法(冒泡法,快速排序法,插入法,選擇法,希爾法)系統架構圖如何畫

上網路搜

⑥ 計算機系統的層次結構

計算機系統的層次結構：

1、微程序設計級 ---- 第1級

該級的編程工具是微指令集，程序員用微指令編寫的微程序，由硬體直接執行。（如圖中最下一行右邊的PCWrite =1表示對PC寄存器的寫控制,詳細內容在控制器部分將詳細學習）

2、傳統機器級 ---- 第2級

該級的編程工具是計算機的機器語言指令集，程序員用機器指令編寫的程序由微程序進行解釋執行

3、操作系統級 --- 第3級

從操作系統的基本功能來看，一方面它直接管理傳統機器中的軟硬體資源，另一方面它又是傳統機器的延伸

4、匯編語言級 --- 第4級

該級的編程工具是匯編語言指令集。與第二層所採用的機器語言編程工具相比，採用匯編語言編寫程序便於理解與記憶

5、高級語言級 --- 第5級

該集的編程工具是各種高級語言如C語言等，高級語言源程序通常用編譯程序來完成高級語言翻譯後才能被底層的硬體執行

6、層次之間的關系

1）各層次之間的關系十分密切，高層是低層功能的擴展，低層是高層實現的基礎。

2）站在不同的層次觀察計算機系統，到關於計算機不同的概念。上圖第二列分別對應地給出了從高級語言、匯編語言、機器語言和微程序設計級所看到的計算機的不同編程工具。

拓展：

計算機系統指用於資料庫管理的計算機硬軟體及網路系統。資料庫系統需要大容量的主存以存放和運行操作系統、資料庫管理系統程序、應用程序以及資料庫、目錄、系統緩沖區等，而輔存則需要大容量的直接存取設備。此外，系統應具有較強的網路功能。

計算機系統的特點是能進行精確、快速的計算和判斷,而且通用性好,使用容易，還能聯成網路。①計算：一切復雜的計算，幾乎都可用計算機通過算術運算和邏輯運算來實現。②判斷：計算機有判別不同情況、選擇作不同處理的能力,故可用於管理、控制、對抗、決策、推理等領域。③存儲：計算機能存儲巨量信息。④精確：只要字長足夠，計算精度理論上不受限制。

詳細內容請在 網路 計算機系統 中了解

⑦ 操作系統，數據結構和演算法的發展方向

從軟體角度來看，可以參考以前伺服器級的技術來處理個人電腦環境，更大的空間、更多的處理單元，你其實可以理解為現在的個人電腦是一個十年前的縮小版伺服器集群；

多核任務調度、針對有限存儲空間而設計的演算法（很多演算法為了節省空間開銷，都是以時間性能為代價的）等，都可以在硬體提升的基礎上，讓軟體也得到進一步提升，不過這些也是很有限的，而且也有不少人在做或者已經做了...；

在空間與計算速度大幅提升的前提下，單純的考慮性能就很不夠了，很多問題比如計算機智能化、信息安全等等，其實很早的時候就已經提出了，只是當時的性能甚至無法滿足實驗的要求，不過現在，這些都有可能了，所以當下這些領域都是很熱門的，或者一些還沒有人關注，而你發現的某些領域，都是除了性能之外，很值得研究的。

⑧ 1.請簡述計算機系統的組成結構。

計算機系統的硬體結構主要由五部分組成：控制器、運算器、內存儲器、輸入設備和輸出設備。
隨著半導體集成電路技術的出現和廣泛的應用，Intel公司最先將控制器和運算器製作在同一晶元上（Intel 4004），就是我們常說的中央處理器。中央處理器也叫微處理器，英文名是「Central Processing Unit」，簡稱CPU。它是計算機硬體系統的指揮中心。它主要包括控制器和運算器兩個部分，其中控制器的功能是控制計算機各部分協調工作，運算器則是負責計算機的算術運算和邏輯運算，而運算的最終結果和中間結果要送入內存中保存。
內存儲器也叫內存是計算機用於存儲程序和數據的部件，由若干大規模集成電路存儲晶元或其它存儲介質組成。內存儲器直接與中央處理器交換資料，存取速度快，管理較復雜。內存又分為隨機存儲器和只讀存儲器兩大類。但人們常說的內存往往是指隨機存儲器（Random Access Memory）簡稱RAM，用於存儲當前計算機正在使用的程序和數據，信息可以隨時存取，一旦斷電，RAM中的資料全部丟失，且無法挽救；只讀存儲器（Read only Memory）簡稱ROM，資料一般下只能讀出，不能寫入。通常，廠商把計算機最重要的系統信息和程序數據存儲在ROM中，即使機器斷電，ROM的資料也不會丟失。
內存存儲資料的容量以位元組（BYTE）為單位表示，簡記為「B」，比如640KB，1MB，32MB，1GB等等。其中1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB。內存儲器的主要技術指針是存取資料的速度和存儲容量。
輸入、輸出設備在中央處理器的控制下，通過介面線路與內存交換信息。輸入設備的任務是將程序和原始信息提供給計算機，並將其轉換成計算機可識別和存儲的形式。
主要有以下幾種：
①鍵盤輸入設備。
②圖形信息輸入裝置：如光筆、掃描儀、條碼閱讀器、數字化儀等。
③外存儲器：外存在中央處理器控制下與內存交換資料，存取速度較慢，存儲容量大。光碟、磁碟、磁帶等外存儲器，均可作為輸入設備。
④語音信息識別設備。
輸出設備的任務是將計算機處理的結果進行輸出以及將計算機內部的信息轉換成人們可接受的形式。
主要有以下幾種：
①列印設備：如針式列印機、激光列印機、噴墨列印機、繪圖儀等。
②顯示設備：如 CRT顯示器、LCD液晶顯示器等。
③外存儲器：光碟、磁碟、磁帶等外存儲器同樣可作為輸出設備。
④聲音輸出設備。
計算機只有硬體系統是無法正常工作的，還需要軟體來管理和應用，計算機軟體包括計算機運行所需的各種程序及數據。軟體分為系統軟體和應用軟體。系統軟體包括操作系統、硬體檢測和診斷程序、各種演算法語言的解釋和編譯程序等。每台計算機必須在相應系統運行後才能為用戶提供服務。應用軟體是為解決用戶具體應用問題而設計的程序。
系統軟體有DOS、NOVELL Netware、WINDOWS3.X、WINDOWS9X、WINDOWS2000、WINDOWS NT，Mac OS，Unix，Linux等。
應用軟體就更多了有OFFICE 97 、OFFICE 2000、WPS2000、東方快車、金山詞霸、殺毒軟體、超級解霸、財務管理軟體、游戲軟體、CAD/CAM等。