计算机数学架构通常涉及以下几个方面:
数系结构
计算机内部使用固定位数的有限位浮点数进行运算。
浮点数系统由基、精度(尾数)位数、下溢界和上溢界四个整数表征。
计算机架构层次
冯·诺依曼结构:计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成,程序和数据都存储在内存中,并由计算机依次取出执行。
存储程序结构:程序和数据都存储在内存中,并由计算机依次取出执行。
处理器架构:
x86架构:用于个人计算机和服务器,包括x86(IA-32)和x86_64(AMD64或Intel 64)等。
ARM架构:广泛用于移动设备、嵌入式系统和低功耗设备,如智能手机、平板电脑和物联网设备。
逻辑实现、电路实现和物理实现
逻辑实现:与计算机架构无关,但与硬件设计工程有关,设计系统中的一些部件,这些部件在门级和传输级上都有连接。
电路实现:在二级层面上进行,使用锁存器和复用器来提高性能。
物理实现:绘制电路,设计芯片平面图,并对连接的电线进行布线。
建议
在设计计算机数学架构时,需要综合考虑数系结构、处理器架构、存储程序结构以及实现层次(逻辑实现、电路实现和物理实现)。这些方面共同决定了计算机系统的性能、功耗和可扩展性。选择合适的架构和实现方法对于开发高效、可靠的计算机系统至关重要。