计算机与CPU

作者：AirCity 2020.2.5
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1 计算机架构

1.1 冯诺依曼架构

冯诺依曼架构的指令作为一种特殊的数据，数据放在同一个存储器中。只有一套数据和地址线。这不利于流水线操作。例如不能在取址时同时取数据。

1.2 哈弗架构

哈佛架构的程序和数据放在两个存储器中，有两道数据地址线，DSP用的是哈弗架构。

2 CPU架构

2.1 CSIC

有很多的指令和寻址方式，并且指令长度不同，这导致IC的硬件设计十分复杂，集成电路的规模很大。现在只有Intel的CPU在坚守这条路往下走。
这种指令集，其实大部分程序都只用到了20%的指令。而且每条指令的执行周期都在5个时钟周期以上，越复杂的指令，执行周期越长。
这种技术出现时，编译技术还不成熟，大部分程式以机器码出现，某些操作会使用大量机器码。为方便coding，就开发了很多指令。另外一个原因是当时的存储资源很紧缺。

2.2 RSIC

只包含最有用的指令，指令长度是固定的。这让CPU IC设计变的简单，寻址方式也很简单，CPU解码方便，平均下来每条指令的执行周期变短。ARM就是RSIC，这种架构的IC比CSIC的功耗要低很多。

3 南桥与北桥

北桥通常用来处理高速信号，如CPU，内存DDR，AGP（显卡），PCIe，还有与南桥通信。
南桥连接一些低俗IO，如Flash，Keyboard，Mouse，USB，SATA，音频控制器等。