基建狂魔(一)

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「这是我参与2022首次更文挑战的第1天,活动详情查看:2022首次更文挑战」。

序言:
 自从盘古开天劈地以来,浊气下沉,清气上升……,额,不好意思,走错片场了,重新来————自从几年前学过计 
 算机系统结构,操作系统,计算机网络原理等专业课以来(软件工程、数据结构、数据库系统原理),一直是
 萌萌哒,不是,是混混沌沌!直到工作若干年,有了一定的阅历,某一天,再次翻过一次书本后,猛的一拍大
 腿,造孽啊……  

image.png    我常常在思索一件事物的由来以及发展,但是思索过度却显得过犹不及,于是乎开启了太监之路,幻想着一朝发财,哦,错,想象着一朝练成葵花宝典,歪了,歪了,是梳理清楚知识体系的轮廓,让枝干更粗壮,能承载起更多的果实!

   在很久以前,应该是好几十年以前,计算机刚刚出现,那时候工业的不发达,所以组成计算机的元器件也是很low的,像是电子管(后面发展出了晶体管)等就是那个时代的代表作,而且在那个时代,计算机科学这门学科也是那么的不完善(或者还没出现),终于,若干年后,应用在军事、科学研究行业的巨型计算机随着工业技术的发展,以及学科知识体系的发展,走了很长一段路,迎来了它的商业化道路,要商业化,怎么搞?先是给公司用,不行,还要给家庭用,太大了啊,怎么搞?而且,这些巨型计算机或者超级计算机,家用也不需要这么高的性能啊,这价钱,确定不是抢钱?谁买的起?

   好,那我们分析分析,客户家庭需要什么样性能的计算机,又接受的了什么样的价格。

   过了一段时间,市场分析的差不多了。那个时候的我一拍脑袋,咦,既然我们要重新设计,那这怎么设计,要不我们把这个设计分出来一个科目,这样就可以让它更体系的发展了,也算是对业界和世界作贡献了,那叫什么?计算机系统结构?什么?你说体系结构,算了,我俩说的是一个东西。

   那好,那它用来做什么?当然是指导我们来设计计算机了!主要是用来区分哪些功能用硬件实现,哪些功能用软件实现,也就是研究软硬件的交界处,并且,针对于科学计算,商用,民用,个人,公司等,分别开发不同的机器。

  这样好了,我们梳理出不同的技术,确定在什么情况下,哪些应该用硬件实现,哪些应该用软件实现,然后让别人根据这些技术,选择后去组成一个计算机(计算机组成),然后再去实现(计算机实现)。(其实计算机系统结构应该是囊括计算机组成和计算机实现的)

  那我们这些技术现在都包括什么啊?

  他们不是给计算机做了很多分类吗?大的来看的话,就按这三种来吧。

   哪三种?

   “蹦!”,你敲我干什么?

   这不是重点!我来给你说答案,当然是弗林分类,冯氏分类,handler分类了。

   还有其他的吗?

   你这不是废话吗,当然有啊!

   那在这三种主要分类的基础上,再结合其他分类,我们总体上可以将计算机体系结构分为几大组成部分!

   哪几大组成部分?

   别急!在说几大组成部分之前,我们要有一个基本概念和一个概述。还应该干什么?对,应该分层,分几层呢?6层?不够,7层。从0层到6层,应该是硬联逻辑计算机层,微程序控制计算机层,机器语言计算机层,操作系统计算机层,汇编语言计算机层,高级语言计算机层,应用程序计算机层。

   这样我们设计的时候就可以分层设计了,是从上向下设计呢?还是从下往上设计,或者从中间开始设计?那就看你选择喽!

   对了,你想设计什么呢?超级计算机?个人计算机?微型机?

   您看我像是能干这种事的人吗?

   像!真像!

   像什么?

   像二师弟!

   你是逗比请来的猴子吧!

   咳咳!我们继续吧?

   哪接下来…我们应该将计算机体系结构分为那几部分?

   可以分的部分很多,可能我们提出来后,也会有人有不同的分法,但是总体上偏差应该不会太大!

   要是太大怎么办?

   太大我不认!

   额……emo

   经过著名的冯诺依曼体系结构,发展到现在……

   等一下,我们这是穿越乱入了吗?

   咳咳、不要在乎细节!

   经过著名的冯诺依曼体系结构,发展到现在,我们可以将计算机系统结构分为指令系统、存储系统、输入输出系统,除了这几个基本的,大的方向上还可以有标量处理机和向量处理机,SIMD计算机,多处理机,一些多处理机在实现上,可能会用到一些算法(多处理机算法),这是一部分。还有计算机结构内部多个处理机或者开关元件也需要一定的连接方式,这一部分可以归为互联网络。

   当然,最后我们还要说说计算机系统结构的发展!

   什么发展,当然针对不同方向的探索啊,还有不同的应用场景和不同需求下的发展!

   比如呢?

   比如,你为了满足AI的需要,而专门设计的机器,为了满足数据处理而专门设计的数据流计算机,用数据来驱动,还有其他一些场景需要下出现的机器,它们有什么发展,还会发展出什么!

   那现在就完了?

   想啥呢?它是一个体系,体系工程最大的特点是什么,就是总而概之,梳理清总体脉络,在总体上抽丝剥茧,所以,总体上其实就是这几部分,当然针对的是计算机系统结构这个体系!

   吓我一跳,那就是完了呗!

   还有核心的一点呢?

   什么?

   DLX,一种虚拟的,软件模拟的处理机!可以读Deluxe,没错,就是字面上的意思。

   什么玩意?

   可以模拟我们现在用的一些典型计算机处理机,比如一些计算机处理机的实现,其实跟DLX的技术原理类似。对,它就是用来模拟研究处理机的。

   这下终于完了吧!

   别急,这才第一篇,下面我们就来详细聊聊每个部分里面的具体东西!嘿嘿…

   造孽啊!