小说3729
计算机的体系结构（computerarchitecture），通常是指涉及机器语言或者汇编语言的程序设计人员所见到的计算机系统的属性，更多说的是计算机的外特性，是硬件子系统的结构概念及其功能特性。这其中最重要的问题都直接和计算机的指令系统有关，例如计算机的字长，计算机硬件能够直接识别和处理的数据类型及其表示、存储、读写方式，指令系统的组成，指令类别、格式和功能，指令中使用的寄存器数量和表示方法，支持的寻址方式，存储器、输入输出设备和CPU之间数据传送的方式和控制，也包括中断的类型和处理流程，系统中对各类信息的保护，计算机运行状态的定义和切换，对各种运行异常或者出错的检测和处理方案等等，这些都是程序设计人员编写出高质量程序并确保其正常运行必须深入了解的计算机的有关属性。计算机体系结构主要研究硬件和软件功能的划分，确定硬件和软件的界面，即哪些功能应划分给硬件子系统完成，哪些功能应划分到软件子系统中完成。 计算机组成（computerorganization），是依据计算机体系结构确定并且分配了硬件子系统的概念结构和功能特性的基础上，设计计算机各部件的具体组成，它们之间的连接关系，实现机器指令级的各种功能和特性。从这一点又可以说，计算机组成是计算机体系结构的逻辑实现。为了实现相同的计算机体系结构所要求的功能，完全可以有多种不同的计算机组成设计方案。因为半导体器件性能的提高，新的技术成果的面世，或者又有新的价格/性能比的需求出现，都会带来计算机组成的变化。 在计算机组成的领域内，需要重点解决的问题之一是合理的性能价格比，关键的技术措施在于处理好计算机内部的数据流和控制流，合理地匹配各功能部件的性能参数，也就是尽力避免因一个部件形成的“瓶颈”问题而影响计算机的整体性能。例如，对运算器部件，可以通过实现数据运算的流水线处理和设置多个运算功能部件，在运算器内安排更多的寄存器等措施以提高其处理数据的能力；对控制器部件，可以通过指令预取，指令流水线处理，多指令流水线，选用RISC（reduced instruction set computer）结构设计方案等措施以提高执行指令的速度；对存储器部件，使用由高速缓冲存储器、主存储器、虚拟存储器构成的层次结构的存储系统，使用由可以交替运行的多个存储器构成的多体结构，使用性能更高的改进型的存储器芯片等措施，以提高存储器系统的存储容量和读写速度。对输入输出设备，实现通道、外围处理机等方式，合理地设置缓冲器和排队策略，配备速度更快的设备，配备更多数量的设备，以提高单位时间内数据输入输出的流量。对计算机系统而言，关键是尽可能地使计算机各个功能部件都以自己所具有的高速度运行，避免或者减少不同功能部件彼此之间的相互制约和等待现象，例如通过支持多线程、多进程、多道程序、多任务等措施，选用最合理的资源调度算法和分配策略，以便最大限度地提高系统的资源利用率。 计算机实现(computerimplementation)，是计算机组成的物理实现。包括中央处理机、主存储器、输入输出接口和设备的物理结构，所选用的半导体器件的集成度和速度，器件、模块、插件、底板的划分，电源、冷却、装配等技术，生产工艺和系统调试等各种问题，一句话，就是把完成逻辑设计的计算机组成方案转换为真实的计算机，也就是把满足设计和运行、价格等各项要求的计算机系统真正地制作并调试出来。 计算机体系结构，计算机组成和计算机实现是三个不同的概念，各自有不同的含义，但是又有着密切的联系，而且随着时间和技术的进步，这些含义也会有所改变。在某些情况下，有时也无需特意地去区分计算机体系结构和计算机组成的不同含义。 
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