计算机体系结构理论有哪些解释？

它可以从多个抽象层次来解释计算机体系结构理论。在每个层次上，体系结构都将通过声明底层计算模型、功能规范和实际实现来表示。因此，解释涵盖了三个要素，包括底层计算模型、考虑的层次和关注的范围，如图所示。

首先，它可以概述底层计算模型。在过去的几年里，“计算机体系结构”一词本质上被解释为冯诺依曼体系结构。

随后，当引入了依赖于冯诺依曼模型以外的计算模型的新型体系结构时，这些体系结构就被正确地标记，例如数据流体系结构、归约体系结构等。

通常有三个关注层次（按抽象程度递增），包括：

• 微机级别（在微程序处理器中）
• 处理器级别
• 计算机系统级别

短语“体系结构”可以在每个考虑层次上使用，并具有两个特定的关注范围。在计算机的功能规范中，它可以处理其抽象体系结构。在其实现中，它可以关注其具体体系结构。

抽象体系结构反转黑盒视图，而具体体系结构涵盖内部结构和操作的表示。抽象体系结构也称为外体系结构、外部或逻辑体系结构、黑盒描述，或在特定上下文中称为编程模型和行为描述。

抽象体系结构是黑盒规范

• 无论是从程序员的角度
• 还是从硬件设计者的角度。

在第一种情况下，处理编程模型，在第二种情况下处理硬件模型。

编程模型是从程序员角度来看的黑盒规范，而硬件模型则被视为硬件设计者的黑盒描述。

具体体系结构由不同的作者设计为内体系结构，或通常称为内部或物理体系结构或结构描述。它确定如何在特定抽象级别上执行计算机，从而允许使用特定的计算模型。具体体系结构也可以从两个不同的角度来看：逻辑设计或物理设计。

逻辑设计是物理设计的抽象并预测它。其规范需要：

• 声明使用的逻辑组件，包括寄存器、执行单元等。

• 指定它们的互连

• 指定每个声明函数提出的数据传输顺序。

物理设计依赖于具体的电路元件。物理设计的规范涵盖：

• 声明使用的电路元件，其中还包括信号的规范

• 指定它们的互连

• 声明启动的信号序列。

Ginni

更新于： 2021年7月20日

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