透明計算：一種擴充套件的馮諾依曼結構
清華大學教授、博士生導師 張堯學
透明計算的模型與結構
計算機正在朝普適計算的方向發展，普適計算能為人們提供個性化的主動服務。普適計算應提供以下兩類基本服務：在同一終端機上獲得來自於不同平台的各種服務和在不同地點的不同終端機上可獲得同一服務。
可是目前的計算機系統很難做到完全的個性化服務和實現普適計算，不僅無法實現上述兩類基本服務，也無法讓使用者選擇服務。
目前的計算機系統存在的問題主要有三個方面：
一、作業系統與硬體平台的關係過於緊密。一些大作業系統在小裝置上根本無法執行，應用不能跨作業系統，作業系統與硬體平台互相促進公升級之間也有矛盾。
二、計算機系統只提供有限服務。服務一般由計算機軟硬體廠商和軟體研製人員決定，而不是使用者決定。
三、易形成產業壟斷和產本公升高。只能由少數廠商生產製造，很難有自己的作業系統和cpu。
馮·諾依曼計算機體系結構是把指令和資料看作程式，存放於儲存器中，通過匯流排送到cpu上執行。「透明計算」的基本思想是把馮·諾依曼提出的計算機體系結構擴充套件為「把指令和資料存放在網路儲存器中，並通過能滿足指令和資料傳輸速度需要的網路調入使用者端系統的cpu上執行。」
其擴充套件體現在三方面。首先是程式的儲存和執行的分離，這種分離包含作業系統在內，即作業系統程式儲存在網路上的儲存器中，而執行時則以「流」或「小塊」的方式排程到使用者端系統上執行。其次是把儲存器和cpu之間的連線由匯流排擴充套件為網路，從而擴充套件了計算機的物理空間。第三是增加了使用者的選擇度，使用者可以在乙個很小的端系統上選擇不同的作業系統和應用程式執行。
我們在擴充套件馮·諾依曼計算機體系結構的基礎上提出了透明計算。整個系統的實現把選擇權交還到了使用者手中，使計算機使用起來更簡單並降低了使用者的使用成本。它還有乙個很好的前景就是形成了乙個全新的軟體、硬體和應用產品產業鏈。
馮諾依曼和哈佛結構的計算機
馮諾依曼 計算機 由cpu處理器 運算器 儲存器 ram，rom等 輸入裝置 輸出裝置五部分組成 馮諾依曼結構的計算機的程式 和資料儲存在一塊空間中，它們共用同一條位址匯流排和資料匯流排。而計算機的指令執行 取指是指通過位址匯流排找到程式 的位址，然後資料匯流排傳輸這段程式 解碼指通過翻譯指令，找到...
CPU的哈佛結構和馮諾依曼結構
在現實世界中很少有非常純粹的概念，特別是在實際的應用裡。教科書裡的大多是理想化的模型，便於掌握某個概念的重點和本質，但實際中很難達到這種理想化的狀態。哈佛結構和馮諾依曼結構主要區別在是否區分指令與資料。在教科書裡這是兩種截然不同的做法。實際上在記憶體裡，指令和資料是在一起的。而在cpu內的快取中，還...
計算機硬體及馮 諾依曼結構
電源電源是電腦中不可缺少的供電裝置，它的作用是將220v交流電轉換為電腦中使用的5v 12v 3.3v直流電，其效能的好壞，直接影響到其他裝置工作的穩定性，進而會影響整機的穩定性。手提電腦在自帶鋰電池情況下，為手提電腦提供有效電源。主機板主機板，也叫母板，安裝在計算機主機箱內，是計算機最基本也是最重...