如何区别计算机体系结构与计算机组成这两个概念?
计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性,即概念性的结构与功能特性。计算机系统的属性通常是指用机器语言编程的程序员(也包括汇编语言程序设计者和汇编程序设计者)所看到的传统机器的属性,包括指令集、数据类型、存储器寻址技术、I/O机理等,大都属于抽象的属性。由于计算机系统具有多级层次结构,因此站在不同层次上编程的程序员所看到的计算机属性也是各不相同的。
例如:用高级语言编程的程序员可以把IBM PC与RS6000两种机器看成是同一属性的机器。可是,对使用汇编语言编程的程序员来说,IBM PC 与RS6000是两种截然不同的机器。因为程序员所看到的这两种机器的属性,如指令集、数据类型、寻址技术等,都完全不同,因此认为这两种机器的结构是各不相同的。计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包含了许多对程序员来说是透明的硬件细节。例如,指令系统体现了机器的属性,这是属于计算机结构的问题。但指令的实现,即如何取指令、分析指令、取操作数、运算、送结果等,这些都属于计算机组成问题。
因此,当两台机器指令系统相同时,只能认为他们具有相同的结构。至于这两台机器如何实现其指令的功能,完全可以不同,则它们的组成方式是不同的。
例如:一台机器是否具备乘法指令的功能,这是一个结构问题,可是,实现乘法指令采用什么方式,则是一个组成问题。实现乘法指令可以采用一个专门的乘法电路,也可以采用连续相加的加法电路来实现。这两者的区别就是计算机组成的区别。究竟应该采用哪种方式来组成计算机,要考虑到各种因素,如乘法指令使用的频度、两种方法的运行速度、两种电路的体积、价格、可靠性等。如果说到这里,你学废了吗?如果还是搞不懂计算机结构和计算机组成的区别,别急,来继续听听这段话:例如,许多制造商向用户提供一系列体系结构相同的计算机,而它们的组成却有相当大的差别,即使是同一系列不同型号的机器,其价格和性能也是有极大差异的。因此只知其结构,不知其组成,就选不好性价比最合适的机器。此外,一种机器的体系结构可能维持许多年,但机器的组成却会随着计算机技术的发展而不断变化。
例如,1970年首次推出的IBM System/370结构,它包含了许多机型。一般需求的用户可以买价格便宜的低速机型;对需求高的用户,可以买一台升级的价格稍贵的机型,而不必抛弃原来已开发的软件。
许多年来,不断推出性能更高、价格更低的机型,新机型总归保留着原来机器的结构,使用户的软件资源不致浪费。
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