计算机系统结构：优缺点比较与学习意义

"优缺点比较-计算机系统结构" 计算机系统结构是计算机科学中的核心领域，主要关注计算机系统从外部视角的组织和设计。本课程深入探讨了计算机系统结构的基本概念，强调了理解计算机系统对编写高效程序和设计新系统的重要性。 计算机系统结构的设计可以比喻为各种建筑风格，如中国宫廷式、欧洲哥特式、阿拉伯风格和印度泰姬陵等，这些比喻暗示了计算机系统的多样性以及其内在的复杂性和美学。学习计算机系统结构有助于我们理解计算机的“外貌”和工作原理，这包括用户所看到的物理部件以及编写程序所需知道的计算机属性。 课程内容涵盖了从指令系统到存储系统、输入/输出(I/O)系统、中断系统和控制台操作等多个方面。模拟方法和仿真方法在计算机系统设计过程中扮演着关键角色。模拟方法速度较慢，但可以在已有硬件上实现新设计的指令系统，通过反复模拟、性能评估和设计修改，最终实现新计算机系统的投产。相比之下，仿真方法速度更快，但需要更多的硬件资源，特别是控制存储器，对于系统结构差异较大的机器，使用仿真方法可能会更加困难。 学习计算机系统结构的目的是建立完整的计算机系统概念，掌握分析和设计方法，以及了解最新的研究成果。这一领域与许多其他计算机科学学科交叉，如计算机组成、操作系统、汇编语言、数据结构、微计算机技术、计算机网络等。随着技术的发展，出现了新的处理机架构，如超标量、超流水线、VLIW（Very Long Instruction Word）、向量处理机、并行处理机和多处理机等，这表明计算机系统结构正处于不断变革的时期。 课程的学习不仅限于课堂内的32学时，还需要大量的课外学习，如阅读参考书籍，以深入理解和跟进行业的快速发展。特别是在软件、系统结构和实现技术之间，软件和系统结构的进步速度快于实现技术，这也预示着非冯诺依曼架构的计算机正在崭露头角，推动计算机系统结构的未来走向。 掌握计算机系统结构的知识对于任何计算机科学家或工程师来说都是至关重要的，它能够帮助我们在快速变化的计算机科技领域中保持竞争力，并为开发具有我国自主知识产权的计算机系统打下坚实基础。