CPU结构、Flynn分类法、CISC和RISC、流水线


计算机结构主要分为CPU和主存储器。

CPU分为运算器和控制器。

运算器: 1.算数逻辑单元ALU

     2.累加寄存器AC

     3.数据缓冲寄存器DR

4.状态条件寄存器PSW

控制器: 1.程序计数器PC  

     2.指令寄存器IR

3.指令译码器

4.时序部件

Flynn分类

SISD 单指令单数据流 单处理器系统

SIMD 单指令多数据流 阵列处理机

MISD 多指令单数据流 被证明不可能,至少是不实际

MIMD 多指令多数据流 多处理机系统,多计算机

 

CISC和RISC

CIRS是在计算机只有少量人用的情况下被提出的,

RISC是在计算机普及的情况下被提出的。

 

流水线 取指----->分析----->执行

流水线周期是指取指,分析,执行中占用最多时间的那个时间,比如取指2ns,分析2ns,执行1ns 那么周期就是2ns

指令全部执行完毕公式 第一个指令全部执行完后,后面的指令,每个指令用一个周期

理论公式 :(t1+t2+...+tk)+ (n-1)*Δt

实践公式:(k+n-1)*Δt 实践公式是指将取指,分析,执行中不到一个周期的补全为一个周期

考试中优先用理论公式

吞吐率 :TP=指令条数/流水线执行实践

最大吞吐率:1/Δt 即一个周期执行完一条指令

加速比 :S= 不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间

效率:E = n个任务占用的时空区/k个流水段的总的时空区 就是用到的时间除以总的时间

 

(Δt +Δt +Δt +3Δt )*4/15Δt *4

 

 

 

 

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