[三体] 关于智子计算结构的探讨[第2页]

随着半导体技术的突破，微处理器的时代很快就到来了，为了满足自动控制的需要，广大微电子工程师们开始寻求一种快速且可靠的结构，来完成工厂自动生产的任务
一开始，工程师们选择了冯诺依曼结构，但投入生产活动后人们才发现，冯诺依曼结构无法满足高速处理简单任务的需求，并且冯诺依曼结构还有一个致命的缺点，那就是程序一旦发生错误，系统就会宕机，在工业生产里，如果大型工业设备突然宕机，是十分危险的

本节课配图

在人们的传统印象中，越精密的仪器，就越容易坏，可在计算机结构设计里，越精密完善的数学模型，投入生产就越可靠
为了降低数据和指令的耦合性(即降低二者联系的紧密程度)，微电子工程师们开创性地使用数据和程序分开存储的方法来构建存储器

这就意味着哈佛架构将传统的队列处理模式变成了流水线作业
为什么这么说呢，是因为CPU也被分成了两个部分，一部分处理数据，一部分处理指令，当指令器处理完当前指令之后，会给数据器发出信号，数据器开始处理数据，在等待数据处理的时间中，指令器不会闲着，它会处理下一条指令，然后依次类推

配图

这样一来，流水线生产大大增加了执行效率，即使处理器的主频只有MHz级别，却也能够高速完成任务，因为指令完成速率与流水线的速度是同步的
并且，当哈佛架构中其中有一个指令出现错误时，处理器也会自动跳过

最为成功的哈佛节构典例就是51单片机，它广泛应用于各种各样的仪器仪表中，不仅因为它安全可靠，更主要的是它的造价低廉，只有几元钱
那么这时一定就有人要问了，你说的哈佛结构这么牛逼，那为甚么现在的计算机还是冯诺依曼结构的啊？你是不是骗我们读书少啊？假工程师，民科一个，he~ tui~

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加:2021-07-25 14:27:24 更:2021-07-25 14:40:39

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