【计算机组成原理】1_绪论

chap1 绪论

1. 国产芯片现状

• MIPS阵营：龙芯
• X86阵营（常见于桌面和服务器）：兆芯（VIA），海光（AMD）
• ARM阵营（常见于移动嵌入式、手机平板等）：飞腾，海思，展讯，松果
• RISC-V阵营：阿里平头哥玄铁910

2. 冯·诺伊曼结构计算机

2.1 组成

• 硬件系统：运行程序的基本组成部分
  • 运算器
  • 控制器：控制信号的产生方式包括微程序和硬布线
  • 存储器
  • 输入输出设备

• 软件系统：系统软件和应用软件

2.2 层次结构

3. 指令集

  指令集向上承载的是整个软件生态，向下则规范了以处理器芯片为代表的整个硬件生态。根据一份指令集规范，设计一款处理器，其上可以运行同样遵循该指令集规范所编写的软件代码。故而，我们在提到指令集的时候，有时候也指的是其背后的整个软硬件生态系统，包括外围芯片、操作系统、编译器和诸多应用软件（浏览器、游戏软件等）。定义一个新指令集本身并不是一件难事，但更重要的是如何能吸引整个业界乃至全世界一起来共同建设生态，这需要一种开放共享的理念作为基底。
  指令集规范（Specification）和处理器实现（Implementation）是两个不同层次的概念：指令集是规范标准，往往用一本书或几张纸来记录描述，而处理器实现是基于指令集规范完成的源代码
  指令集和处理器是不同层次的概念，但都各自有3中知识产权模式

3.1 指令集评价标准

• 1.成本：更小的芯片=一个晶圆中有更多可用芯片=每颗芯片的成本更低

• 2.简洁性

  • 更简洁的ISA=更小的芯片面积
  • 更简洁的ISA=更简单的设计与验证=更小的人力成本

• 3.性能=程序执行时间

$$perf=\frac{time}{prog}=\frac{inst}{prog}$$