4.我们的观点9 P# {3 g% W' Q+ ?7 ?% }
目前,国内流行的几本体系结构的教材,大多采用Myers的说法。因而,常对计算机体系结构、计算机组织、计算机实现三者的关系加以区别:* ?+ R5 v1 w1 ^
(1)计算机体系结构(computer architecture)是指计算机的概念性结构和功能属性。
, ~* I, F2 e, d5 \' A1 r0 l7 [(2)计算机组织(computer organization)是指计算机体系结构的逻辑实现,包括机器内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。我们平常也把它称为计算机组成原理。
0 K4 Y' I& _' z( }5 c. j) q(3)计算机实现(computer implementation)是指计算机组织的物理实现。
" [; v' N5 t2 z. K+ ^" O4 D0 L* f(二) 体系结构的继承与发展
! |6 S! c9 L- F* _$ Q/ S; m9 }+ m1.传统体系结构的形成
' z1 |- @" V2 |$ T% B% g0 _1964年Amdahl在宣布IBM360系统时,也就是提出前述体系结构的定义时,还提出了采用系列机的思想。系列机的出现被认为是计算机发展史上的一个重要里程碑。采用系列机的思想后,比较好地解决了硬件技术飞速发展与软件环境要求相对稳定的矛盾。这就要求在比较长的时间内,保证系列机的体系结构基本不变。其中,最重要的是确定好它的指令系统、数据表示以及其它概念性的结构。
/ ?8 p" o. M/ F* `* i4 x# V* p/ M2.IBM对体系结构继承性的贡献% L3 N0 |2 Z/ ?9 T
3.冯?诺依曼结构的特点& h) p9 w8 ]( g- P* @8 G ?
把冯?诺依曼计算机(Von Neumann computer)的特点归纳如下:
' i7 G' l* k* @! f# k" {- k(1)使用单一处理部件来完成计算、存储及通信工作。% r+ n, k f i% w1 V4 M j/ P
(2)使用线性组织的定长存储单元来存储程序,存储时对指令和数据不加区别。- r; u4 n9 q* H, a/ v$ R- ?. s g
(3)存储空间的单元是直接寻址的。6 ^" i% {# I. K( b
(4)使用二进制机器语言,其指令完成基本操作码的简单操作。
' u; ]4 i4 _# y1 h0 t(5)对计算进行集中的顺序的控制。
8 Y$ c6 q# W- h4 n6 I( [: V6 }4.普林斯顿结构与哈佛结构6 f) L# ^4 u8 h. R8 S8 O, s
有人就把冯?诺依曼结构称为普林斯顿体系结构(Princetion architecture)。与此相对的一种结构则称为哈佛体系结构(Harvard architecture)。哈佛体系结构的主要特点是把指令和数据分开进行存储。今天,我们所说的哈佛结构主要是指在单一的主存储器情况下,带有两个分离的指令高速缓存(instruction cache)和数据高速缓存(data cache)。
. V) i z8 B2 |5.非冯?诺依曼结构的发展
! x' F K. |9 j8 U' @0 I冯结构既为计算机的发展铺平了道路,又因“集中的、顺序的控制”而成为性能提高的瓶颈。因此,计算机科学家仍在不断地探索各种非冯?诺依曼结构的计算机。例如,函数式编程语言计算机、数据流计算机就是著名的非冯?诺依曼结构。 |