1.2 体系结构与组成

计算机体系结构（Computer Architecture）含有结构（structure）的意思。之所以定义计算机体系结构，因为不同用户会从不同角度看待计算机。CA通常被认为是程序员视角中的计算机，程序员所看到的是计算机的抽象视图。

计算机组成（Computer Organization）表示CA的具体实现。（抽象变为具体）

本书使用 CA 表示计算机抽象指令集 ISA，使用 CO 表示计算机实际硬件实现。

寄存器

寄存器（Register）是用来存放一个单位的数据或字数据的存储单位。寄存器通常用它所保存数据的位数来描述（8位、16位、32位、64位）。

寄存器与存储器中的字存储单元没有本质区别。二者实际区别在于：寄存器位于CPU内，访问速度更快。

机器码 & 汇编语言

计算机上执行的代码表示为二进制0和1组成的串，被称为机器码（Machine Code）。每种计算机只能执行一种特定机器码。

将机器码解释成人类可阅读的形式，则为汇编语言（Assembly Language），机器码与汇编语言一一对应。

能在不同计算机运行，与底层 CA 无关系的代码叫做高级语言（如：C，Java）。执行之前，高级语言必须被编译为计算机本地机器码。

时钟

绝大多数数字电子电路都带有一个时钟，用来生成连续的、间隔固定的电脉冲流。之所以被称为时钟（Clock）是因为可用这些电脉冲来计时或确定计算机内所有事件的顺序。

RISC & CISC

RISC（精简指令集）CA：

• 设计策略：少量指令完成最少的简单操作
• 缺点：程序设计更难，复杂指令需要用简单指令模拟
• 应用：ARM、RISCV

CISC（复杂指令集）CA：

• 设计策略：使用大量指令，包括复杂指令
• 优点：程序设计更容易
• 缺点：CPU和控制单元电路复杂
• 应用：Intel 奔腾、x86_64