模塊化概述
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模塊化用來(lái)分割,組織和打包軟件。每個(gè)模塊完成一個(gè)特定的子功能,所有的模塊按某種方法組裝起來(lái),成為一個(gè)整體,完成整個(gè)系統(tǒng)所要求的功能。 [1] 模塊具有以下幾種基本屬性:接口、功能、邏輯、狀態(tài),功能、狀態(tài)與接口反映模塊的外部特性,邏輯反映它的內(nèi)部特性。 [1] 在系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)中,模塊是可組合、分解和更換的單元。模塊化是一種處理復(fù)雜系統(tǒng)分解成為更好的可管理模塊的方式。它可以通過(guò)在不同組件設(shè)定不同的功能,把一個(gè)問(wèn)題分解成多個(gè)小的獨(dú)立、互相作用的組件,來(lái)處理復(fù)雜、大型的軟件。
軟件模塊是一套一致而互相有緊密關(guān)連的軟件組織。它分別包含了程序和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)兩部份。 [1] 現(xiàn)代軟件開(kāi)發(fā)往往利用模塊作合成的單位。 [1] 模塊的接口表達(dá)了由該模塊提供的功能和調(diào)用它時(shí)所需的元素。 [1] 模塊是可能分開(kāi)地被編寫的單位。這使他們可再用和允許廣泛人員同時(shí)協(xié)作、編寫及研究不同的模塊。
微處理器與傳統(tǒng)的中央處理器相比,具有體積小、重量輕和容易模塊化等優(yōu)點(diǎn)。微處理器的基本組成部分有:寄存器堆、運(yùn)算器、時(shí)序控制電路,以及數(shù)據(jù)和地址總線。自從人類1947年發(fā)明晶體管以來(lái),50多年間半導(dǎo)體技術(shù)經(jīng)歷了硅晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路、甚大規(guī)模集成電路等幾代,發(fā)展速度之快是其他產(chǎn)業(yè)所沒(méi)有的。半導(dǎo)體技術(shù)對(duì)整個(gè)社會(huì)產(chǎn)生了廣泛的影響,因此被稱為“產(chǎn)業(yè)的種子”。中央處理器是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對(duì)處理過(guò)程進(jìn)行控制的部件,伴隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展,芯片集成密度越來(lái)越高,CPU可以集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上,這種具有中央處理器功能的大規(guī)模集成電路器件,被統(tǒng)稱為“微處理器”。需要注意的是:微處理器本身并不等于微型計(jì)算機(jī),僅僅是微型計(jì)算機(jī)的中央處理器。微處理器已經(jīng)無(wú)處不在,無(wú)論是錄像機(jī)、智能洗衣機(jī)、移動(dòng)電話等家電產(chǎn)品,還是汽車引擎控制,以及數(shù)控機(jī)床、導(dǎo)彈精確制導(dǎo)等都要嵌入各類不同的微處理器。微處理器不僅是微型計(jì)算機(jī)的核心部件,也是各種數(shù)字化智能設(shè)備的關(guān)鍵部件。國(guó)際上的超高速巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等高端計(jì)算系統(tǒng)也都采用大量的通用高性能微處理器建造。
16位微處理器(圖中為8086微處理器)可分成兩個(gè)部分,一部分是執(zhí)行部件(EU),即執(zhí)行指令的部分;另一部分是總線接口部件(BIU),與8086總線聯(lián)系,執(zhí)行從存儲(chǔ)器取指令的操作。微處理器分成EU和BIU后,可使取指令和執(zhí)行指令的操作重疊進(jìn)行。EU部分有一個(gè)寄存器堆,由8個(gè)16位的寄存器組成,可用以存放數(shù)據(jù)、變址和堆棧指針、算術(shù)運(yùn)算邏輯單元(ALU)執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯操作,標(biāo)志寄存器寄存這些操作結(jié)果的條件。執(zhí)行部件中的這些部件是通過(guò)數(shù)據(jù)總線傳送數(shù)據(jù)的??偩€接口部件也有一個(gè)寄存器堆,其中CS、DS、SS和ES是存儲(chǔ)空間分段的分段寄存器。IP是指令指針。內(nèi)部通信寄存器也是暫時(shí)存放數(shù)據(jù)的寄存器。指令隊(duì)列是把預(yù)先取來(lái)的指令流存放起來(lái)。總線接口部件還有一個(gè)地址加法器,把分段寄存器值和偏置值相加,取得20位的物理地址。數(shù)據(jù)和地址通過(guò)總線控制邏輯與外面的8086系統(tǒng)總線相聯(lián)系。8086有16位數(shù)據(jù)總線,處理器與片外傳送數(shù)據(jù)時(shí),一次課傳送16位二進(jìn)制數(shù)。8086具有一個(gè)初級(jí)流水線結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)片內(nèi)操作與片外操作的重疊。