5.10. 总结
在本章中,我们介绍了计算机的架构,重点介绍了其处理器 (CPU) 的设计和实现,以便了解它如何运行程序。当今的现代处理器基于冯·诺依曼架构,该架构定义了一种存储程序的通用计算机。冯·诺依曼架构的通用设计使其能够执行任何类型的程序。
为了了解 CPU 如何执行程序指令,我们构建了一个示例 CPU,从基本的逻辑门构建块开始,创建共同实现数字处理器的电路。数字处理器的功能是通过组合控制、存储和算术/逻辑电路构建的,并由时钟电路运行,该时钟电路驱动程序指令执行的获取、解码、执行和写回阶段。
所有处理器架构都实现了指令集架构 (ISA),该架构定义了 CPU 指令集、CPU 寄存器集以及执行指令对处理器状态的影响。ISA 有很多种,并且给定 ISA 的微处理器实现通常也不同。当今的微处理器还使用各种技术来提高处理器性能,包括流水线执行、指令级并行和多核设计。
为了更广泛、更深入地了解计算机架构,我们建议阅读计算机架构教科书1。
脚注
- One suggestion is "Computer Organization and Design: The Hardware and Software Interface", by David A. Patterson and John L. Hennessy.