• 内容讲解

1.计算机体系结构

计算机体系结构(Computer Architecture)定义为机器语言程序员所看到的计算机系统的属性,包括概念性结构和功能特性。这些属性是机器语言程序员为使其设计的程序能在机器上正确运行所需遵循的计算机属性,是计算机系统中由硬件或固件完成的功能。对通用寄存器型机器来说,这些属性主要包括:数据表示、寻址规则、寄存器定义、指令集、终端系统、存储系统、信息保护、I/O结构等。

计算机体系结构概念的实质是确定计算机系统中软硬件的界面,界面之上是软件的功能,界面之下是硬件和固件的功能。

2.计算机组成

计算机组成(Computer Organization)指的是计算机体系结构的逻辑实现,包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。它着眼于机器内各事件的排序方式与控制方式、各部件的功能以及各部件的联系。

3.计算机实现

计算机实现(Computer Implementation)指的是计算机组成的物理实现,包括处理机、存储器等部件的物理结构,器件的集成度和速度,模块、插件、底板的划分与连接,信号传输,电源、冷却及整机装配技术等。它着眼于器件技术和微组装技术,其中器件技术在实现技术中占主导作用。

上述三个术语具有不同的概念,各自包含不同的内容,但又有紧密的关系。

具有相同计算机体系结构(如指令系统相同)的计算机,因为速度要求不同等因素,可以采用不同的计算机组成。例如,取指令、指令译码、指令执行、访存取数、结果写回5个阶段,可以在时间上按顺序方式进行,也可以让它们在时间上按重叠方式进行(即时间并行),以提高执行速度。

同样,一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现。例如,存储器件可以采用静态RAM(SRAM)芯片,也可以采用动态RAM(DRAM)芯片,可以采用单片大规模集成电路,也可以采用中小规模集成电路进行构建。显然,这取决于性能价格比的要求与器件技术的现状。