【正文】 讀取到的值是錯誤的。寫后讀沖突（RAW）考慮流水線中的兩條指令i 和j，且i在j之前進入流水線中，j的執(zhí)行要用到i的計算結果，當它們在流水線中重疊執(zhí)行時，j可能在i寫入其計算結果之前就先行對保存該結果的寄存器進行讀操作，從而得到錯誤的值。流水線氣泡流水線中插入的暫停周期。數(shù)據(jù)沖突當相關的指令靠得足夠近時，它們在流水線中的重疊執(zhí)行或者重新排序會改變指令讀/寫操作數(shù)的順序，使之不同于它們非流水實現(xiàn)時的順序，則發(fā)生了數(shù)據(jù)沖突。流水線沖突指對于具體的流水線來說，由于相關的存在，使得指令流中的下一條指令不能在指定的時鐘周期執(zhí)行。控制相關由分支指令引起的相關。寄存器換名對于寄存器操作數(shù)進行換名稱為寄存器換名。輸出相關指令的執(zhí)行順序是不能顛倒的，以保證最后的結果是指令j寫進去的。反相關指令之間的執(zhí)行順序是必須嚴格遵守的，以保證i讀的值是正確的。名相關如果兩條指令使用相同的名，但是它們之間并沒有數(shù)據(jù)流動，則稱這兩條指令存在名相關。數(shù)據(jù)相關對于兩條指令i（在前）和j（在后），如果下述條件之一成立，則稱指令j與指令i數(shù)據(jù)相關： （1）指令j使用指令i產(chǎn)生的結果；（2）指令j與指令k數(shù)據(jù)相關，而指令k又與指令i數(shù)據(jù)相關。相關指兩條指令之間存在某種依賴關系。流水寄存器傳輸延遲時鐘信號到達后到寄存器輸出可用的時間。排空時間流水線中最后一個任務通過流水線所需的時間。消除瓶頸段的兩種方法細分瓶頸段、重復設置瓶頸段加速比流水線的速度與等功能的非流水線的速度之比。最大吞吐率流水線在連續(xù)流動達到穩(wěn)定狀態(tài)后所得到的吞吐率。又稱為無序流水線、錯序流水線、異步流水線。每一個任務在流水線的各段中是一個跟著一個順序流動的。非線性流水線的調(diào)度在非線性流水線中，確定什么時候向流水線引進新的任務，才能使該任務不會與先前進入流水線的任務發(fā)生沖突——爭用流水段。線性流水線流水線的各段串行連接，沒有反饋回路。標量流水處理機不具有向量數(shù)據(jù)表示，僅對標量數(shù)據(jù)進行流水處理的處理機。處理機級流水線（指令流水線）把解釋指令的過程按照流水方式處理。動態(tài)流水線在同一時間內(nèi)，當某些段正在實現(xiàn)某種運算時，另一些段卻在實現(xiàn)另一種運算。功能流水線流水線的各段可以進行不同的連接，從而使流水線在不同的時間，或者在同一時間完成不同的功能。通過時間流水線中第一個任務流出結果所需的時間。時(間)空(間)圖用來描述流水線的工作，橫坐標表示時間，縱坐標代表流水線的各段。預處理技術指預取指令、對指令進行加工以及預取操作數(shù)等。先行控制技術緩沖技術和預處理技術的結合。把取第k+l條指令提前到與分析第k條指令同時進行，把分析第k+l條指令與執(zhí)行第k條指令同時進行。第3章 流水線技術一次重疊執(zhí)行方式把執(zhí)行第k條指令與取第k+l條指令同時進行。定長編碼格式將操作類型和尋址方式組合編碼在操作碼中，所有指令的長度是固定唯一的。操作數(shù)的類型主要有：整數(shù)（定點）、浮點、十進制、字符、字符串、向量、堆棧等。 操作數(shù)類型面向應用、面向軟件系統(tǒng)所處理的各種數(shù)據(jù)結構。分支當控制指令是有條件改變控制流時，稱之為分支。這種機器稱為直接執(zhí)行型高級語言機器。直接執(zhí)行型高級語言機器高級語言機器本身沒有機器語言，或者說高級語言就作為機器語言。間接執(zhí)行型高級語言機器使高級語言成為機器的匯編語言。諾依曼型機器縮小許多。均勻性指對于各種不同的操作數(shù)類型、字長、操作種類和數(shù)據(jù)存儲單元，指令的設置都要同等對待。規(guī)整性主要包括對稱性和均勻性。指令集結構的完整性在一個有限可用的存儲空間內(nèi)，對于任何可解的問題，編制計算程序時，指令集所提供的指令足夠使用。通用寄存器型指令集結構的三種類型寄存器－寄存器型（RR：RegisterRegister）寄存器－存儲器型（RM：RegisterMemory）存儲器－存儲器型（MM：MemoryMemory）CISC復雜指令集計算機。通用寄存器型機器CPU中存儲操作數(shù)的主要單元是通用寄存器。第2章 計算機指令集結構設計堆棧型機器其CPU中存儲操作數(shù)的主要單元是堆棧。松散耦合通過通道或通信線路實現(xiàn)計算機間互連，共享某些外圍設備，機間的相互作用是在文件或數(shù)據(jù)集一級進行。分布處理系統(tǒng)把若干臺具有獨立功能的處理機（或計算機）相互連接起來，在操作系統(tǒng)的全盤控制下，統(tǒng)一協(xié)調(diào)地工作，而最少依賴集中的程序、數(shù)據(jù)或硬件。同構型（對稱型）多處理機由多個同類型，至少擔負同等功能的處理機組成，同時處理同一作業(yè)中能并行執(zhí)行的多個任務。資源重復通過重復設置資源，尤其是硬件資源，大幅度提高計算機系統(tǒng)的性能。作業(yè)或程序級并行并行執(zhí)行兩個或兩個以上的作業(yè)或程序。線程級并行并行執(zhí)行兩個或兩個以上的線程，通常是以一個進程內(nèi)派生的多個線程為調(diào)度單位。指令內(nèi)部并行單條指令中各微操作之間的并行。字并位串同時對許多字的同一位（稱為位片）進行處理。這是最基本的串行處理方式。并發(fā)性兩個或多個事件在同一時間間隔內(nèi)發(fā)生的并行性。只要時間上互相重疊，就存在并行性。仿真用一臺現(xiàn)有機器（稱為宿主機）上的微程序去解釋實現(xiàn)另一臺機器（稱為目標機）的指令集。向前(后)兼容按某個時期投入市場的某種型號機器編制的程序，不加修改地就能運行于在它之前（后）投入市場的機器。兼容機不同廠家生產(chǎn)的具有相同系統(tǒng)結構的計算機。系列機由同一廠家生產(chǎn)的具有相同的系統(tǒng)結構，但具有不同組成和實現(xiàn)的一系列不同型號的機器。相聯(lián)處理機以相聯(lián)存儲器為核心的處理機。存儲程序計算機馮目前最成功和最常見的測試程序套件是SPEC系列?；鶞蕼y試程序套件為了能比較全面地反映計算機在各個方面的處理性能，通常采用整套測試程序。合成測試程序首先對大量的應用程序中的操作進行統(tǒng)計，得到各種操作比例，再按這個比例構造測試程序。小測試程序通常是指代碼在幾十行到100行的具有一些特定目的的測試程序?？杉毞譃橛脩鬋PU時間及系統(tǒng)CPU時間。流量在單位時間內(nèi)所能完成的工作量。響應時間從事件開始到結束之間的時間，也稱為執(zhí)行時間。CPI指令時鐘數(shù)。 IC / 時鐘頻率IC 程序執(zhí)行過程中所處理的指令數(shù)。程序的空間局部性程序即將用到的信息很可能與目前正在使用的信息在空間上相鄰或者臨近。程序的局部性原理程序在執(zhí)行時所訪問地址的分布不是隨機的，而是相對地簇聚；這種簇聚包括指令和數(shù)據(jù)兩部分。部件加速比可改進部分改進以后性能提高的倍數(shù)。Amdahl定律加快某部件執(zhí)行速度所獲得的系統(tǒng)性能加速比，受限于該部件在系統(tǒng)中所占的重要性。以經(jīng)常性事件為重點對于大概率事件(最常見的事件)，賦予它優(yōu)先的處理權和資源使用權，以獲得全局的最優(yōu)結果。數(shù)據(jù)流由指令流調(diào)用的數(shù)據(jù)序列。Flynn分類法按照指令流和數(shù)據(jù)流的多倍性進行分類。可以用平面直角坐標系中的一個點代表一個計算機系統(tǒng)，其橫坐標表示字寬（n位），縱坐標表示一次能同時處理的字數(shù)（m字）。它是由馮澤云先生于1972年提出的。計算機實現(xiàn)計算機系統(tǒng)的物理實現(xiàn)。透明性在計算機技術中，對本來存在的事物或?qū)傩?，但從某種角度看又好象不存在的概念稱為透明性。計算機系統(tǒng)結構程序員所看到的計算機的屬性，即概念性結構與功能特性。翻譯語言實現(xiàn)的一種基本技術。解釋語言實現(xiàn)的一種基本技術。第1章 計算機系統(tǒng)結構的基本概念多級層次結構從計算機語言的角度，把計算機系統(tǒng)按功能劃分成多級層次結構。虛擬機器由軟件實現(xiàn)的機器。每當一條N+1級指令被譯碼后，就直接去執(zhí)行一串等效的N級指令，然后再去取下一條N+1級的指令，依此重復進行。先把N+1級程序全部變換成N級程序后，再去執(zhí)行新產(chǎn)生的N級程序，在執(zhí)行過程中N+1級程序不再被訪問。經(jīng)典計算機系統(tǒng)結構概念的實質(zhì)計算機系統(tǒng)中軟、硬件界面的確定，其界面之上的是軟件的功能，界面之下的是硬件和固件的功能。計算機組成計算機系統(tǒng)的邏輯實現(xiàn)。馮氏分類法馮氏分類法是用系統(tǒng)的最大并行度對計算機進行分類。最大并行度計算機系統(tǒng)在單位時間內(nèi)能夠處理的最大的二進制位數(shù)。mn就表示了其最大并行度。指令流機器執(zhí)行的指令序列。多倍性在系統(tǒng)受限的部件上，同時處于同一執(zhí)行階段的指令或數(shù)據(jù)的最大數(shù)目。系統(tǒng)的加速比對系統(tǒng)中的某些部件進行改進，改進后的系統(tǒng)性能與改進前的系統(tǒng)性能之比。可改進比例在改進前的系統(tǒng)中，可改進部分的執(zhí)行時間在總的執(zhí)行時間中所占的比例。它是改進前所需的執(zhí)行時間與改進后執(zhí)行時間的比。程序的時間局部性程序即將用到的信息很可能就是目前正在使用的信息。CPU性能公式程序執(zhí)行的CPU時間= CPI 180。反映了計算機指令集的結構和編譯技術。CPI = 總時鐘周期數(shù) / IC反映了計算機實現(xiàn)技術、計算機指令集的結構和計算機組織。即計算機完成某一任務所花費的全部時間，包括訪問磁盤、訪問存儲器、輸入/輸出、操作系統(tǒng)開銷等。CPU時間CPU為用戶程序工作的時間，不包含I/O等待時間及運行其他程序的時間。核心測試程序由從真實程序中提取的較短但很關鍵的代碼構成。用戶可以隨時編寫一些這樣的程序來測試系統(tǒng)的各種功能，并產(chǎn)生用戶已預知的輸出結果，如皇后問題、迷宮問題、快速排序、求素數(shù)、計算π等。Whetstone與Dhrystone是最流行的合成測試程序。這組程序稱為基準測試程序套件，它是由各種不同的真實應用程序構成的。事務處理測試程序主要測試在線事務處理（OnLine Transaction Processing，OLTP）系統(tǒng)的性能，包括數(shù)據(jù)庫訪問和更新等。諾依曼結構計算機輸入/輸出方式程序控制（程序等待、程序中斷）、DMA、通道、I/O處理機相聯(lián)存儲器CAM可按內(nèi)容訪問的存儲器。相聯(lián)存儲器除了完成信息檢索任務外，還能進行一些算術邏輯運算。軟件兼容同一個軟件可以不加修改地運行于系統(tǒng)結構相同的各檔機器，而且它們所獲得的結果一樣，差別只在于運行時間不同。向上(下)兼容按某檔計算機編制的程序，不加修改的就能運行于比它高（低）檔的計算機。模擬用軟件的方法在一臺現(xiàn)有的機器（稱為宿主機host）上實現(xiàn)另一臺機器（稱為虛擬機）的指令集。并行性在同一時刻或是同一時間間隔內(nèi)完成兩種或兩種以上性質(zhì)相同或不相同的工作。同時性兩個或多個事件在同一時刻發(fā)生的并行性。字串位串每次只對一個字的一位進行處理。字串位并同時對一個字的全部位進行處理，不同字之間是串行的。全并行同時對許多字的全部位或部分位進行處理。指令級并行并行執(zhí)行兩條或兩條以上的指令。任務級或過程級并行并行執(zhí)行兩個或兩個以上的過程或任務（程序段），以子程序或進程為調(diào)度單元。時間重疊多個處理過程在時間上相互錯開，輪流使用同一套硬件設備的各個部分，以加快硬件周轉而贏得速度。資源共享是一種軟件方法，它使多個任務按一定時間順序輪流使用同一套硬件設備。異構型（非對稱型）多處理機由多個不同類型，至少擔負不同功能的處理機組成，按照作業(yè)要求的順序，利用時間重疊原理，依次對它們的多個任務進行加工，各自完成規(guī)定的功能動作。耦合度反映多機系統(tǒng)各機器之間物理連接的緊密程度和交互作用能力的強弱。緊密耦合機間物理連接的頻帶較高，它們往往通過總線或高速開關實現(xiàn)互連，可以共享主存。累加器型機器其CPU中存儲操作數(shù)的主要單元是累加器。三種類型指令集結構根據(jù)CPU內(nèi)部存儲單元類型，將指令集結構分為堆棧型指令集結構、累加器型指令集結構和通用寄存器型指令集結構。RISC精簡指令集計算機。指令集結構的規(guī)整性沒有或盡可能減少例外的情況和特殊的應用，以及所有運算都能對稱、均勻地在存儲器單元或寄存器單元之間進行。對稱性指所有與指令集有關的存儲單元的使用、操作碼的設置等都是對稱的。面向高級語言(HL)的機器采用各種對高級語言和編譯程序提供支持的措施，使機器語言和高級語言的語義差距比傳統(tǒng)的馮這種機器統(tǒng)稱為面向高級語言(HL)的機器。即高級語言和機器語言是一一對應的，這種機器稱為間接執(zhí)行型高級語言機器。它可以直接由硬件或固件對高級語言源程序的語句逐條進行解釋并執(zhí)行。跳轉當控制指令為無條件改變控制流時，稱之為跳轉。位置無關代碼在執(zhí)行時與它被載入的位置無關。操作數(shù)表示硬件結構能夠識別、指令系統(tǒng)可以直接調(diào)用的那些數(shù)據(jù)結構。變長編碼格式指令的長度是可變的。混合型編碼格式通過提供一定類型的指令字長，期望能夠兼顧降低目標代碼長度和降低譯碼復雜度兩個目標。二次重疊執(zhí)行方式為了進一步提高執(zhí)行速度，可以增加指令重疊執(zhí)行的程度。哈佛結構程序空間和數(shù)據(jù)空間相互獨立，因而具有獨立的指令總線和數(shù)據(jù)總線的系統(tǒng)結構。緩沖技術在工作速度不固定的兩個功能部件之間設置緩沖器，用以平滑它們的工作。流水線技術將一個重復的時序過程分解成為若干個子過程，而每一個子過程都可有效地在其專用功能段上與其他子過程同時執(zhí)行。流水線的深度流水線的段數(shù)。單功能流水線只能完成一種固定功能的流水線。TI ASC的多功能流水線靜態(tài)流水線在同一時間內(nèi)，流水線的各段只能按同一種功能的連接方式工作。