計算機(jī)組成技術(shù)第四章(已修改)
2025-05-28 16:38 本頁面
【正文】 書名：計算機(jī)組成技術(shù) 章節(jié)： 第四章 2 幻燈片 哈工大計算機(jī)學(xué)院 宋穎慧 1 Intel 80x86系列微處理器 8086 / 8088 微處理器 Intel 8028 8038 80486 微處理器 Intel Pentium 系列微處理器 從 CISC 到 RISC ARM系列微處理器簡介 書名：計算機(jī)組成技術(shù) 章節(jié)： 第四章 2 幻燈片 哈工大計算機(jī)學(xué)院 宋穎慧 2 Intel微處理器 X86家族簡介 ?Intel4004: 1971年推出 ,一般的微處理器 ,第一代微處理器芯片 。 ?Intel8008: 1972年推出 ,8位的微處理器 ,與 4004的指令系統(tǒng)不兼容 。 ?Intel8080: 1974年推出 ,8位通用的微處理器 ,它的指令集包含了 8008的指令集，從而獲得了與 8080指令集的兼容性 。第二代微處 理器 ?Intel8086: 1978年推出 ,16位通用的微處理器 ,第三代微處理器 它有兩個關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)概念使微處理器設(shè)計定型，且從 8086開始 執(zhí)行 。既存儲器分段和指令譯碼表， Intel的 X86家族也由此開始。 Intel 80286 、 8038 80486 微處理器 書名：計算機(jī)組成技術(shù) 章節(jié)： 第四章 2 幻燈片 哈工大計算機(jī)學(xué)院 宋穎慧 3 Intel 80286 、 8038 80486 微處理器 系列機(jī)的出現(xiàn)，使得指令系統(tǒng)越來越龐大，包含的指令條數(shù) 越來越多，尤其是實現(xiàn)一些復(fù)雜指令時，使機(jī)器運行效率下 降，甚至造成硬件線路設(shè)計的難度加大，成本上升，因此 8038 80486控制器的設(shè)計組合邏輯控制為主，微程序控制 為輔的方法，其中大部分簡單指令的執(zhí)行使用硬件線路完成 而一些復(fù)雜指令的執(zhí)行采用微碼結(jié)構(gòu)線路實現(xiàn)，用簡單指令 集合來實現(xiàn)復(fù)雜指令，所以 80486中增加了微碼 ROM部件。 ——組合邏輯控制系列產(chǎn)品 書名：計算機(jī)組成技術(shù) 章節(jié)： 第四章 2 幻燈片 哈工大計算機(jī)學(xué)院 宋穎慧 4 Intel Pentium 系列微處理器 Pentium微處理器內(nèi)部采用 32位結(jié)構(gòu)，外部采用 64位數(shù)據(jù)總線 設(shè)置有兩條指令流水線 U和 V部件 ，稱為 “ 超標(biāo)量整數(shù)處理部 件 ” 每條流水線采用 5級整數(shù)流水，分別是取指、譯碼、取操作 數(shù)、執(zhí)行和回寫。另外還設(shè)置了超流水線浮點處理部件 FPU，浮 點流水線由 8級獨立的流水線組成，分別為取指、首次譯碼、二 次譯碼、取操作數(shù)、首次執(zhí)行、二次執(zhí)行、寫浮點數(shù)和出錯處理 在 “ 執(zhí)行 ” 階段又加入了浮點運算流水。 ——超標(biāo)量和超流水技術(shù) 書名：計算機(jī)組成技術(shù) 章節(jié)： 第四章 2 幻燈片 哈工大計算機(jī)學(xué)院 宋穎慧 5 從 CISC 到 RISC CISC 簡介 ?隨著 VLSI技術(shù)的發(fā)展，在計算機(jī)系統(tǒng)中，硬件成本不斷下 降，軟件成本不斷上升，使得人們熱衷在指令系統(tǒng)中增加更 多的指令和復(fù)雜指令，以適應(yīng)不同應(yīng)用領(lǐng)域的要求，并考慮 盡量縮短指令系統(tǒng)與高級語言的語義差異，以便于高級語言 程序的編譯和降低軟件成本。 ?1964年， IBM360系統(tǒng)的誕生標(biāo)志著系列機(jī)的產(chǎn)生。為了做 到系列機(jī)的程序向后兼容，新機(jī)器一定要繼承舊機(jī)器指令系 統(tǒng)中的全部指令，這使得同一系列計算機(jī)的指令系統(tǒng)越來越 書名：計算機(jī)組成技術(shù) 章節(jié)： 第四章 2 幻燈片 哈工大計算機(jī)學(xué)院 宋穎慧 6 復(fù)雜。我們稱這些計算機(jī)為 “ 復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機(jī) ” 簡 稱 CISC(Complex Instruction Set Computer)。 CISC缺點： 計算機(jī)的研制周期變長，硬件成本增加； 復(fù)雜指令延長了執(zhí)行周期，從而降低了機(jī)器速度； 難于將基于 CISC技術(shù)的微型機(jī)的全部硬件集成在一塊芯片上； 對于 CISC機(jī)進(jìn)行測試表明：各種指
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