計算機體系結構理論有哪些解釋？

它可以從多個抽象層次來解釋計算機體系結構理論。在每個層次上，體系結構都將透過宣告底層計算模型、功能規範和實際實現來表示。因此，解釋涵蓋了三個要素，包括底層計算模型、考慮的層次和關注的範圍，如圖所示。

首先，它可以概述底層計算模型。在過去的幾年裡，“計算機體系結構”一詞本質上被解釋為馮諾依曼體系結構。

隨後，當引入了依賴於馮諾依曼模型以外的計算模型的新型體系結構時，這些體系結構就被正確地標記，例如資料流體系結構、歸約體系結構等。

通常有三個關注層次（按抽象程度遞增），包括：

• 微機級別（在微程式處理器中）
• 處理器級別
• 計算機系統級別

短語“體系結構”可以在每個考慮層次上使用，並具有兩個特定的關注範圍。在計算機的功能規範中，它可以處理其抽象體系結構。在其實現中，它可以關注其具體體系結構。

抽象體系結構反轉黑盒檢視，而具體體系結構涵蓋內部結構和操作的表示。抽象體系結構也稱為外體系結構、外部或邏輯體系結構、黑盒描述，或在特定上下文中稱為程式設計模型和行為描述。

抽象體系結構是黑盒規範

• 無論是從程式設計師的角度
• 還是從硬體設計者的角度。

在第一種情況下，處理程式設計模型，在第二種情況下處理硬體模型。

程式設計模型是從程式設計師角度來看的黑盒規範，而硬體模型則被視為硬體設計者的黑盒描述。

具體體系結構由不同的作者設計為內體系結構，或通常稱為內部或物理體系結構或結構描述。它確定如何在特定抽象級別上執行計算機，從而允許使用特定的計算模型。具體體系結構也可以從兩個不同的角度來看：邏輯設計或物理設計。

邏輯設計是物理設計的抽象並預測它。其規範需要：

• 宣告使用的邏輯元件，包括暫存器、執行單元等。

• 指定它們的互連

• 指定每個宣告函式提出的資料傳輸順序。

物理設計依賴於具體的電路元件。物理設計的規範涵蓋：

• 宣告使用的電路元件，其中還包括訊號的規範

• 指定它們的互連

• 宣告啟動的訊號序列。

Ginni

更新於： 2021年7月20日

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