计算机体系结构的演变是什么?


“计算机体系结构”一词由IBM System/360的“首席架构师”于1964年在一篇介绍有史以来最成功的计算机家族的论文中提出。其解释包括寄存器、内存、指令集、指令格式、寻址模式以及指令的实际编码,但不包括实现和具体化。

1947年,随着晶体管的出现,晶体管体积远小于真空管,功耗也更低,使用晶体管进行计算变得更容易,但复杂的电路仍然难以管理。

1958年,集成电路的诞生改变了游戏规则。其概念是将整个电路,包括其所有元件及其之间的关系,都重新生成在一个极小的硅片结构上。

杰克·基尔比罗伯特·诺伊斯几乎同时发明了集成电路。这真是不可思议,两个人在几乎同一时间发明了类似的技术,却彼此不知情。

1968年,罗伯特·诺伊斯共同创立了英特尔电子公司,该公司是全球IC生产、研究和开发领域的市场领导者。IC也称为集成电路。它是一个完整的电子电路,包含多个元件,包括晶体管、二极管、电阻器、电容器以及连接所有元件的导电通路,所有这些都由单个硅晶体制成。

贝尔和纽厄尔通过引入分层的多级描述(Bell and Newell,1970)对计算机体系结构的概念做出了重要贡献。他们确定了四个级别可以用来描述计算机。分别是电子电路级、逻辑设计级、编程级和处理器-内存-交换机(PMS)级。

第四级是对计算机系统的顶层描述,基于处理器、内存等基本单元及其互连的规范。完善计算机体系结构概念的下一步是将计算机体系结构的概念同样扩展到功能规范和硬件实现。

一台简单的计算机需要大约八个电子开关来存储单个字节(字符)的数据。因此,如果我们设计构建一台具有足够内存来存储本段文字的简单计算机,它大约有450个字符,因此需要450 x 8,大约3600个电子开关。

更新于:2021年7月24日

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