[发明专利]一种可变功能计算机系统及其运算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机设计方法，具体的涉及采用存储器实现计算功能并能随时更改存储器内容的可变功能计算机系统。

背景技术

在计算机技术与网络技术发展迅猛的时代，虽说在计算机领域寻求许多的探索，但最终都跳不出计算机组成的五大部分，即运算器，控制器，存储器，输入装置和输出装置。其中运算器主要进行算术运算和逻辑运算；控制器是整个计算机系统的控制核心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作处理。控制器和运算器合称为微处理器(CPU)；存储器是存储程序和各种数据信息设备，它还具有“记忆”功能；输入设备用来向计算机输入各种原始数据和程序，包括文字、数字、图形、声音等；输出设备是从计算机输出各类数据的设备。各部分相互协同工作才能构成一台完整的计算机系统。

在实际使用过程中，针对不同的应用领域，计算机又分为许多不同的类型。以计算机的规模来分，可以分为微型机、小型机、中型机、大型机和巨型机。这些不同类型的计算机之间除了规模不同外，各个功能部件的内部结构也会相应发生变化，特别是运算器，其内部的运算逻辑根据应用领域的不同差异很大。例如“银河”巨型机可用于气象领域。而对于微型计算机来说，它是目前发展最快的领域。其内部以8051类单片机为典型结构，它的运算器很简单，只有一个算术逻辑部件，对于用于科学计算的数字信号处理器DSP，其运算器包括多个运算功能部件。各功能部件的功能是基本确定的，主要是定点或浮点的加、减、乘、除，而更复杂的计算功能，如三角函数、矩阵计算等都是通过函数或软件完成的。

由上述内容可看出这种传统的计算机存在的特点：

1、不同的应用领域对运算器的要求不同；

2、在一组应用程序的不同运行阶段对运算器的功能要求也不同；

3、根据需要计算内容越来越复杂，计算速度却很难提高。

由于这些特点，要使计算机对于不同的应用领域，或在计算的不同阶段都能高速运算是非常困难的，从而导致计算机处理器厂家不得不利用复核、变线程等技术来提高通用计算机的计算速度。这样做需付出的代价使处理器复杂度提高，成本提高，应用软件编制难度加大，推广费用增加。

发明内容

为克服现有技术中的不足，本发明旨在提供一种可变功能计算机系统及其运算方法，它能根据应用对象和程序的不同阶段和对运算器的不同要求随时变更计算机中运算器的功能，并能实现复杂函数的计算，从而实现计算机的通用、高效的目标。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种可变功能计算机系统，包括控制器、运算器、存储器和输入输出接口，所述运算器与所述存储器互联通信，所述存储器与所述输入输出接口互联通信，所述控制器分别与所述运算器和存储器互联通信，用于控制所述运算器与存储器，还包括一存储有通过外部计算机计算好的各种运算功能的函数值的非易失性存储器(也称闪存)，所述控制器连接控制所述闪存，所述存储器连接在所述闪存上，所述闪存还与所述输入输出接口互联通信。

一种可变功能计算机系统的运算方法，其包括以下处理过程：首先，控制器根据应用的需要将函数Y＝f(x)从闪存中调入存储器；然后，控制器控制运算器根据函数Y＝f(x)在存储器中查找对应函数Y＝f(x)的函数值以实现运算功能；最后，控制器控制输入输出接口从存储器中输出计算结果。

进一步的，在所述函数Y＝f(x)中，f(x)可以为简单的加法函数、减法函数，或者复杂的三角函数、指数函数中的任意一种，也可以是多种函数的组合。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于其计算功能可根据不同的应用对象有针对性地设置，所以它可以实现真正意义上的通用计算机；

2、在一个程序的不同运行阶段，运算功能是可以随时变更的，它可以实现程序执行的全过程都达到高效；

3、运算部件的功能设置是完全由用户自己选择和定义的，故可实现硬件资源的高效利用；

4、由于利用查表方式求解各种函数，所以它非常适合做复杂的数学函数的计算。这使它的计算速度远高于同等工艺的传统计算机。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明