1.2.3　计算机系统设计的主要方法

　　计算机系统由多级层次组成。从哪一层开始设计构成了"由下往上"、"由上往下" 和"由中间开始"的三种设计方法。

　　1."由下往上" （Bottom-Up)设计
　　它是根据硬件技术条件，特别是器件水平，首先把微程序机器级和传统机器研制出来。在此基础上，再设计操作系统、汇编语言、高级语言等虚拟机器级。最后设计面向应用的虚拟机器级。这种设计方法在计算机早期设计中广为采用，其原因是那时硬件成本昴贵，硬件技术水平较低等，计算机设计中更关注硬件结构，而软件技术往往处于被动地位。这种方法容易使软件和硬件脱节，整个计算机系统的效率降低。由于硬件技术飞速发展，而软件技术发展相对缓慢的情况下，这种由下往上的设计方法很难适应系统的设计要求，因而也就很少被采用了。

　　2."由上往下"（Top-Down）设计
　　这是一种自然直观的设计方法。首先确定用户级虚拟机器的基本特征、数据类型和基本命令等，而后再逐级向下设计，直到由硬件执行或解释那级为止。当然每级设计过程中，既要考虑实现的方法，也要考虑如何使上一级能优化实现。

　　3."由中间开始" （Middle-Out) 设计
　　这里"中间"是指多级层次结构的某两级的界面。多数计算机设计时把"中间"取在传统机器级与操作系统机器级之间。首先对这个界面进行详尽的功能描述与软、硬件功能分配。再由中间点往上、往下同时进行设计。软件系统从操作系统、汇编、编译系统设计，硬件从传统机器级、微程序机器级、数字逻辑级进行设计。软件设计与硬件设计同时进行这是中间开始设计的一个优点。