
【計】 synchronous computer
synchronism
【計】 geostationary; in-phase; in-sync; S; synchronization; synchronizing
synchrony
【化】 synchronism; synchronizing; timing
adding machine; calculating machine; calculator
【計】 brain unit; computer; computing machinery; computor; FONTAC; ILLIAC IV
【經】 calculating machine
同步計算機(Synchronous Computer)指采用統一時鐘信號協調各組件操作的計算機系統。其核心特征是通過中央時鐘發生器向CPU、内存、I/O設備等子系統分發同步脈沖,确保所有硬件單元在預定時鐘周期内完成指令處理。該架構由約翰·馮·諾伊曼在1945年提出的EDVAC報告首次系統描述,奠定了現代計算機的時序控制基礎。
在技術實現層面,同步計算機依賴三種關鍵機制:①時鐘樹網絡通過緩沖器和導線實現信號傳播延遲補償;②狀态寄存器在時鐘邊沿觸發時暫存運算結果;③有限狀态機驅動指令流水線的階段轉換。這種設計保證了指令執行的确定性,《計算機體系結構:量化研究方法》(第6版)指出其時鐘偏差需控制在周期時間的5%以内以維持系統穩定性。
相較于異步計算機,同步系統的優勢體現在設計簡化和驗證效率方面。IEEE Std 1800-2022标準強調,同步邏輯可通過靜态時序分析工具實現自動化驗證,而異步電路需要更複雜的握手協議驗證。當前主流處理器如x86和ARM架構均采用全局同步與局部異步結合的混合設計,在保持時序确定性的同時提升能效比。
“同步計算機”這一表述在不同語境下有多種含義,以下是綜合計算機領域相關概念的解釋:
數據同步的計算機
并行同步計算機
同步機制相關的計算機
網絡協議中的同步
該詞并非标準術語,需結合上下文理解。通常指具備同步機制(數據、進程、網絡等層面)的計算機系統,核心目标是協調多模塊/設備的一緻性操作。
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