微處理器與接口技術(shù) 課件 第7章 微處理器架構(gòu)簡(jiǎn)史

微處理器架構(gòu)簡(jiǎn)史微處理器結(jié)構(gòu)馮·諾依曼結(jié)構(gòu)又稱為普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器合并在一起的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。馮·諾依曼美籍是匈牙利數(shù)學(xué)家、計(jì)算機(jī)科學(xué)家、物理學(xué)家，20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)家之一，稱為“現(xiàn)代計(jì)算機(jī)之父”、“博弈論之父”。ENIAC，全稱為ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，即電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)。ENIAC是繼ABC（阿塔納索夫-貝瑞計(jì)算機(jī)）之后的第二臺(tái)電子計(jì)算機(jī)和第一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，ENIAC宣告了一個(gè)新時(shí)代的開始，從此科學(xué)計(jì)算的大門也被打開了。由于當(dāng)時(shí)馮·諾依曼正參與原子彈的研制工作，他是帶著原子彈研制過程中遇到的大量計(jì)算問題加入到計(jì)算機(jī)的研制工作中來的。因此可以說，ENIAC為世界上第一顆原子彈的誕生也出了不少力。計(jì)算機(jī)已從第一代計(jì)算機(jī)發(fā)展到了第五、六代計(jì)算機(jī)，像最初制造出來的ENIAC一樣，許多高性能的計(jì)算機(jī)總是在為尖端科技的研制服務(wù)。微處理器結(jié)構(gòu)哈佛結(jié)構(gòu)是一種將程序指令存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)分開的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)，起源于HarvardMarkI型繼電器式計(jì)算機(jī)。這部機(jī)電式計(jì)算機(jī)由IBM的HowardH.Aiken（艾肯）所設(shè)計(jì)的，在1944年8月7日搬到哈佛大學(xué)。馬克一號(hào)的特點(diǎn)為全自動(dòng)運(yùn)算。一但開始運(yùn)算便無須人為介入。MarkI主要供海軍艦船局(BureauofShips)用于計(jì)算彈道和編制射擊表，也曾在曼哈頓計(jì)劃中計(jì)算有關(guān)原子彈的問題。兩種架構(gòu)的發(fā)展與融合51單片機(jī)雖然數(shù)據(jù)指令存儲(chǔ)區(qū)是分開的，但總線是分時(shí)復(fù)用的，所以屬于改進(jìn)型的哈佛結(jié)構(gòu)。ARM9雖然是哈佛結(jié)構(gòu)，但是之前的版本(例如ARM7)也還是馮.諾依曼結(jié)構(gòu)。早期的X86正是由于了馮.諾依曼這種實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低的總線結(jié)構(gòu)，迅速占有市場(chǎng)?，F(xiàn)在處理器雖然外部總線上看是諾依曼結(jié)構(gòu)的，但是由于內(nèi)部CACHE的存在，實(shí)際上內(nèi)部來看已經(jīng)類似改進(jìn)型哈佛結(jié)構(gòu)。哈佛結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對(duì)外圍設(shè)備的連接與處理要求高，不適合外圍存儲(chǔ)器的擴(kuò)展，所以早期通用CPU難以采用這種結(jié)構(gòu)。而單片機(jī)，由于內(nèi)部集成了所需的存儲(chǔ)器，所以采用哈佛結(jié)構(gòu)也未嘗不