2024.9.19
计算机体系结构的分类
按处理机数量(宏观上):
单处理系统:利用一个处理单元与其他外部设备结合起来
并行处理与多处理系统:将两个以上的处理机互连起来,彼此进行通信协调,以便共同求解一个大问题
的计算机系统
分布式处理系统:指物理上远距离而松耦合的多计算机系统
按并行程度(微观上):
Flynn分类法:按指令流和数据流的多少进行分类
冯泽云分类法:按并行度对各种计算机系统进行结构分类
Handle分类法:在系统中三个层次上按并行程度及流水线处理程度分类
Kuck分类法:用指令流和执行流及其多重性来描述计算及系统控制结构的特征
指令系统
a. 指令集体系结构(ISA):一个处理器支持的指令和指令的字节级编码称为其指令集体系结构。
从体系结构的观点:
操作数在CPU中的存储方式,即操作数从主存中取出后保存在什么地方
显示操作数的数量,即在典型的指令中有多少个显示命名的操作数
操作数的位置,即任一个ALU指令的操作数能否放在主存中,以及如何定位
指令的操作,即在指令集中提供哪些操作
操作数的类型与大小
按暂存机制:堆栈、累加器、寄存器组
a. 指令集体系结构(ISA):一个处理器支持的指令和指令的字节级编码称为其指令集体系结构。
从体系结构的观点:
操作数在CPU中的存储方式,即操作数从主存中取出后保存在什么地方
显示操作数的数量,即在典型的指令中有多少个显示命名的操作数
操作数的位置,即任一个ALU指令的操作数能否放在主存中,以及如何定位
指令的操作,即在指令集中提供哪些操作
操作数的类型与大小
按暂存机制:堆栈、累加器、寄存器组
b. CISC和RISC
CISC和RISC是指令集发展的两种途径。
c. 指令的流水控制
流水线的种类
从流水级别:部件级流水、处理级流水、系统级流水
从流水功能:单功能流水线、多功能流水线
从流水连接:静态流水线、动态流水线
从流水是否有反馈回路:线性流水线、非线性流水线
从流水流动顺序:同步流水线、异步流水线
从流水的数据表示:标量流水线、向量流水线
指令控制的方式:顺序方式、重叠方式、流水方式
RISC采用的流水技术有:超流水线,超标量和超长指令字。
d. 吞吐率和流水建立时间
吞吐率是指单位时间内流水线处理机流出的结果数。对指令而言,就是单位时间内执行的指令数。
CISC和RISC是指令集发展的两种途径。
c. 指令的流水控制
流水线的种类
从流水级别:部件级流水、处理级流水、系统级流水
从流水功能:单功能流水线、多功能流水线
从流水连接:静态流水线、动态流水线
从流水是否有反馈回路:线性流水线、非线性流水线
从流水流动顺序:同步流水线、异步流水线
从流水的数据表示:标量流水线、向量流水线
指令控制的方式:顺序方式、重叠方式、流水方式
RISC采用的流水技术有:超流水线,超标量和超长指令字。
d. 吞吐率和流水建立时间
吞吐率是指单位时间内流水线处理机流出的结果数。对指令而言,就是单位时间内执行的指令数。
其中: n 代表 指令数 , 流水线周期 代表 最长的操作时间。
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