新一代计算机体系结构

本书特色

《新一代计算机体系结构》：国防特色教材·电子科学与技术。

内容简介

本书作为“十一五，，国防特色规划学科专业教材，在介绍计算机系统结构的基本概念、原理、结构和分析方法的基础上，着重阐述了计算机系统的并行化技术、片上多核技术，旨在帮助学生在建立计算机系统完整概念的基础上，充分掌握计算机系统结构的*新研发思想和技术，了解目前*新研发技术领域。
本书可作为高等院校计算机专业高年级本科生或研究生的教材，也可供从事计算机体系结构设计或嵌入式系统设计的工程技术人员参考。

节选

相关资料

插图：2.计算机组成与实现对计算机组成与实现定义之前，要先介绍一下计算机系统结构的内特性，计算机系统结构的内特性就是将那些外特性加以“逻辑实现”的基本属性。这里说的“逻辑实现”就是在逻辑上如何实现这种功能，比如“设计者”给鸡设计了一个一定大小的胃，这个胃的功能是消化食物，这就是鸡系统的某一外特性，那么怎么消化呢，就要通过鸡吃进食物和砂石，再通过胃的蠕动，依靠砂石的研磨来消化食物，这里的吃和蠕动等操作就是内特性。计算机实现，也就是指计算机组成的物理实现。它主要着眼于器件技术和微组装技术。拿上面的例子来说，这个胃由哪些组织组成，几条肌肉和神经来促使它运动就是“鸡实现”。据此可以分清计算机系统的外特性、内特性以及物理实现之间的关系。在所有系统结构的特性中，指令系统的外特性是*关键的。因此，计算机系统结构有时就简称为指令集系统结构。下面介绍计算机组成与实现的定义：计算机组成是指计算机系统结构的逻辑实现，包括机器级内数据流的组成以及逻辑设计等。它着眼于机器级内各事件的排序方式与控制机构、各部件的功能以及各部件间的联系。计算机实现是指计算机组成的物理实现，包括处理机，主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度、器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，微组装技术，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起着主导作用。一般，计算机组成设计要确定以下几个方面：①数据通路宽度：数据总线上一次并行传送的信息位数。②专用部件的设置：设置哪些专用部件，如乘法专用部件、浮点运算部件、字符处理部件、地址运算部件，以及每种专用部件的个数等。这些与计算机要求达到的速度、专用部件的使用频率以及成本等因素相关。③各种操作对部件的共享程度：如果共享程度过高，即使这些操作在逻辑上互不相关，也只能分时使用，这样就限制了速度，可以设置多个部件来降低共享程度，用提高操作并行度来提高速度，但成本也将提高。④功能部件的并行度；功能部件的控制和处理方式是采用顺序串行，还是采用重叠流水或分布处理。