4.我们的观点' D) \8 b2 h( i8 Y; Y7 X: m& G
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:
# j" W; y, D2 b$ J+ ?' ]8 k1 z(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。
- U# a" V- M3 n6 m(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。
4 B3 C2 [# p, N4 k( \" p5 f8 o. w(3)计算机实现(computer implementation)是指计算机组织的物理实现。
, q/ \5 p& x3 v+ X$ C(二) 体系结构的继承与发展
. t1 S: J, V1 _1.传统体系结构的形成
' k' x: y9 I. I3 m% F0 D" L" [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。3 B0 D$ J# t5 t$ i2 J0 ]: j
2.IBM对体系结构继承性的贡献
2 ?2 `! W, {8 w1 w' I* [3.冯?诺依曼结构的特点: b! y2 v& F8 b- m$ J& m, g9 V
把冯?诺依曼计算机(Von Neumann computer)的特点归纳如下:
- t& b) _; I, {% D+ s& s) D% m(1)使用单一处理部件来完成计算、存储及通信工作。$ l* x% g! _, h5 E+ [) H0 T
(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。
9 f2 p9 Q2 T& c8 F(3)存储空间的单元是直接寻址的。
; N1 o G5 j3 E2 i; d% y(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。
I4 f m ]. G* K. j: d* k(5)对计算进行集中的顺序的控制。
X6 _& W I) d# y& c0 A4.普林斯顿结构与哈佛结构5 ~+ T3 \7 K# Y; Q( f
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)。
; z" l# j; \( _( w5.非冯?诺依曼结构的发展
* J0 q2 _' @ ~# x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。 |