计算机组成原理

Flynn分类法

指令流(Instruction Stream)——机器执行的指令序列。 
数据流(Data Stream)——指令调用的数据序列,包括输入数据和中间结果。 
多倍性(Multiplicity)——在系统最受限制的元件上同时处于同一执行阶段指令或数据执行的最大可能个数。

按照指令和数据流不同的组织方式,计算机系统可分为四类:

单指令单数据流(Single Instruction stream and Single Data stream,SISD):SISD其实就是传统的顺序执行的单处理器计算机,其指令部件每次只对一条指令进行译码,并只对一个操作部件分配数据。流水线方式的单处理机有时也被当成SISD。 
单指令多数据流(SIMD) 特性:各处理机以同步的形式执行同一条指令 
多指令单数据流(MISD) 特性:被证明不可能,至少是不实际 
多指令多数据流(MIMD) 特性:能够实现作业,任务,指令等各级全面并行

RISC与CISC

复杂指令集计算机(CISC) 
精简指令集计算机(RISC)

CISC于RISC的区别:

(1)指令系统:RISC设计者把主要精力放在那些经常使用的指令上,尽量使它们具有简单高效的特色。对不常用的功能, 常通过组合指令来完成。因此,在RISC机器上实现特殊功能时,效率可能较低。但可以利用流水技术和超标量技术加以改进和弥补。而CISC计算机的指令系统比较丰富,有专用指令来完成特定的功能。因此,处理特殊任务效率较高。 
(2)存储器操作:RISC对存储器操作有限制,使控制简单化;而CISC机器的存储器操作指令多,操作直接。 
(3)程序:RISC汇编语言程序一般需要较大的内存空间,实现特殊功能时程序复杂,不易设计;而CISC汇编语言程序编程相对简单,科学计算及复杂操作的程序设计相对容易,效率较高。 
(4)中断:RISC机器在一条指令执行的适当地方可以响应中断;而CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。 
(5)CPU:RISCCPU包含有较少的单元电路,因而面积小、功耗低;而CISCCPU包含有丰富的电路单元,因而功能强、面积大、功耗大。 
(6)设计周期:RISC微处理器结构简单,布局紧凑,设计周期短,且易于采用最新技术;CISC微处理器结构复杂,设计周期长。 
(7)用户使用:RISC微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用;CISC微处理器结构复杂,功能强大,实现特殊功能容易。 
(8)应用范围:由于RISC指令系统的确定与特定的应用领域有关,故RISC机器更适合于专用机;而CISC机器则更适合于通用机。

计算机层次化存储结构

Cache的基本概念

时间局部性与空间局部性

随机存储器与只读存储器

磁盘工作原理

流水线的基本概念

流水线吞吐率计算

流水线加速比计算

posted @ 2018-03-16 10:01  不落太阳  阅读(300)  评论(0编辑  收藏  举报