
【计】 synchronous computer
synchronism
【计】 geostationary; in-phase; in-sync; S; synchronization; synchronizing
synchrony
【化】 synchronism; synchronizing; timing
adding machine; calculating machine; calculator
【计】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【经】 calculating machine
同步计算机(Synchronous Computer)指采用统一时钟信号协调各组件操作的计算机系统。其核心特征是通过中央时钟发生器向CPU、内存、I/O设备等子系统分发同步脉冲,确保所有硬件单元在预定时钟周期内完成指令处理。该架构由约翰·冯·诺伊曼在1945年提出的EDVAC报告首次系统描述,奠定了现代计算机的时序控制基础。
在技术实现层面,同步计算机依赖三种关键机制:①时钟树网络通过缓冲器和导线实现信号传播延迟补偿;②状态寄存器在时钟边沿触发时暂存运算结果;③有限状态机驱动指令流水线的阶段转换。这种设计保证了指令执行的确定性,《计算机体系结构:量化研究方法》(第6版)指出其时钟偏差需控制在周期时间的5%以内以维持系统稳定性。
相较于异步计算机,同步系统的优势体现在设计简化和验证效率方面。IEEE Std 1800-2022标准强调,同步逻辑可通过静态时序分析工具实现自动化验证,而异步电路需要更复杂的握手协议验证。当前主流处理器如x86和ARM架构均采用全局同步与局部异步结合的混合设计,在保持时序确定性的同时提升能效比。
“同步计算机”这一表述在不同语境下有多种含义,以下是综合计算机领域相关概念的解释:
数据同步的计算机
并行同步计算机
同步机制相关的计算机
网络协议中的同步
该词并非标准术语,需结合上下文理解。通常指具备同步机制(数据、进程、网络等层面)的计算机系统,核心目标是协调多模块/设备的一致性操作。
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