20155212 2017-2018-1 《信息安全系统设计》第7周学习总结

20155212 2017-2018-1 《信息安全系统设计》第7周学习总结

教材学习内容总结

Chapter 4

• 定义一个指令集包括
  • 状态单元
  • 指令集
  • 编码
  • 编程规范
  • 异常事件处理
• 程序员可见状态：每条指令都会读取或修改处理器状态的某些部分
• 状态码Stat：表明程序执行的总体状态
• 执行字级计算的组合电路根据输入字的各个位，用逻辑门来计算输出字的各个位
• 组合电路从本质上讲，不存储任何信息，只是简单地响应输入信号，产生等于输入的某个函数的输出
• 处理
  • 取指——PC增加器：从内存读取指令字节，地址为PC的值。从指令中抽取出指令指示符的两个四位部分icode（指令代码）和ifun（指令功能）
  • 译码——读端口A和B：从寄存器文件读入最多两个操作数，得到值valA和/和valB
  • 执行——ALU、CC：ALU，要么执行指令指明的操作（根据ifun），计算内存引用的有效地址，要么增加或减少栈指针。该阶段决定分支。
  • 访存——内存：读写数据
  • 写回——两个写端口：最多可以写两个结果到寄存器文件
  • 更新PC——PC：将PC设置成下一条指令的地址
• 处理器停止的异常：执行halt指令或非法指令、或试图读/写非法地址
• 除了ALU计算必须根据ifun中编码的具体的指令操作来设定
• 组织计算原则：从不回读
• SEQ阶段实现
  • 取指阶段
  • 译码和写回阶段
  • 执行阶段
  • 访存阶段
  • 更新PC阶段
• 引入流水线能获得更好的性能
• 现代逻辑设计中，电路延迟以微微秒或皮秒，即2^-12秒为单位计算
• 流水线的局限性
  • 不一致的划分
  • 流水线过深，收益反而下降
• 在PIPE-中流水线一直携带dstE和dstM的目的是：确保写端口的地址和数据输入是来自同一条指令
• 相邻指令的相关/冒险：数据相关/冒险、控制相关/冒险
• 如果一条指令在器处理中于某个阶段产生了一个异常，这个转台字段就被设置成指示异常的种类
• 异常时，流水线控制逻辑必须禁止更新条件码寄存器或是数据内存
• 流水线控制逻辑：
  • 加载/使用冒险
  • 处理ret
  • 预测错误的分支
  • 异常
• CPI=(Ci+Cb)/Ci=1.0+Cb/Ci=1.0+lp+mp+rp

教材学习中的问题和解决过程

• 电路中的寄存器和汇编中说的寄存器有区别吗？
  • 在硬件中，寄存器直接将输入和输出线连接到电路的其他部分；在机器级编程中，寄存器代表的是CPU中为数不多的可寻址的字。

代码托管

其他

学习进度条

	代码行数（新增/累积）	博客量（新增/累积）	学习时间（新增/累积）	重要成长
目标	5000行	30篇	400小时
第一周	96/96	1/1	15/15
第二周	30/126	1/2	21/36
第三周	30/156	1/3	21/57
第四周	10/156	1/4	20/77
第五周	23/189	1/5	20/97
第六周	201/390	1/6	8/95
尝试一下记录「计划学习时间」和「实际学习时间」，到期末看看能不能改进自己的计划能力。这个工作学习中很重要，也很有用。
耗时估计的公式
：Y=X+X/N ，Y=X-X/N，训练次数多了，X、Y就接近了。

参考：软件工程软件的估计为什么这么难，软件工程 估计方法

• 计划学习时间:10小时

• 实际学习时间:8小时

(有空多看看现代软件工程 课件
软件工程师能力自我评价表)

参考资料

• 《深入理解计算机系统V3》学习指导