電腦系統結構

Xeon的Enterprise X4 architecture系統結構範例

提示：此條目的主題不是架構。

計算機系統結構（computer architecture、電腦系統架構），抽象來說計算機系統架構是一個系統在其所處環境中最高層次的概念；它確定一台電腦硬件和軟件之間的連結。具體地說電腦系統架構'指的是電腦系統設計的觀念與架構，描述電腦在實做的設計原則。它確定一部電腦的：

• 部件
• 部件功能
• 部件間介面

並且電腦系統架構着重於「負責了計算機架構的中心功能：計算」的中央處理器（CPU）內部的執行動作與記憶體的存取。

注意，不要與處理器領域的微系統架構/微架構（Microarchitecture）相混淆。

實例

以常見的馮·諾伊曼電腦的設計為例，系統架構設計包括了：

• 指令集架構（Instruction set architecture；簡稱ISA）：被視為一種機器語言，包含了許多相關的指令集（記憶體定址、處理器控制，暫存器控制等等……）。
• 微系統架構/微架構（Microarchitecture）或稱電腦組織（Computer organization）：是更詳細的敘述系統內部各元素如何進行合作與溝通。
• 數據表示，即硬件能直接辨識和處理的資料類型和數據格式；
• 定址方式，包括最小定址單位和地址運算等；
• 暫存器定義，包括運算元暫存器、變址暫存器、控制暫存器等的定義、數量和使用方式；
• 指令系統，包括機器指令的操作類型和格式、指令間的排序和控制機制等；
• 異常機制，包括中斷、NMI和內部異常等；
• 機器工作狀態的定義和切換，如管態和目態等；
• 輸入輸出結構，包括處理機、記憶體與輸入輸出裝置之間的連接方式、數據傳送方式、數據流量、以及數據交換過程的控制等；

參考文獻

• John L. Hennessy and David Patterson. Computer Architecture: A Quantitative Approach Fourth. Morgan Kaufmann. 2006 [2017-11-21]. ISBN 978-0-12-370490-0. （原始內容存檔於2011-09-10）. 
• Barton, Robert S., "Functional Design of Computers", Communications of the ACM 4(9): 405 (1961).
• Barton, Robert S., "A New Approach to the Functional Design of a Digital Computer", Proceedings of the Western Joint Computer Conference, May 1961, pp. 393–396. About the design of the Burroughs B5000 computer.
• Bell, C. Gordon; and Newell, Allen (1971). "Computer Structures: Readings and Examples"（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, McGraw-Hill.
• Blaauw, G.A., and Brooks, F.P., Jr., "The Structure of System/360, Part I-Outline of the Logical Structure"（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, IBM Systems Journal, vol. 3, no. 2, pp. 119–135, 1964.
• Tanenbaum, Andrew S. Structured Computer Organization. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall. 1979. ISBN 0-13-148521-0. 

外部連結

• ISCA: Proceedings of the International Symposium on Computer Architecture（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• Micro: IEEE/ACM International Symposium on Microarchitecture（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• HPCA: International Symposium on High Performance Computer Architecture
• ASPLOS: International Conference on Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• ACM Transactions on Architecture and Code Optimization（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
• IEEE Transactions on Computers
• The von Neumann Architecture of Computer Systems（頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）

參見

• 電腦系統
• 微架構
• 指令集架構