cpu的結(jié)構(gòu)-展示頁(yè)
2025-07-24 22:44本頁(yè)面
【正文】 DR CU MAR PC IR 存儲(chǔ)器 CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 +1 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 2. 間址周期數(shù)據(jù)流 MDR CU MAR CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 PC IR 存儲(chǔ)器 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 3. 執(zhí)行周期數(shù)據(jù)流 4 . 中斷周期數(shù)據(jù)流 不同指令的執(zhí)行周期數(shù)據(jù)流不同 MDR CU MAR CPU 地址總線 數(shù)據(jù)總線 控制總線 PC 存儲(chǔ)器 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 指 令 流 水 一、如何提高機(jī)器速度 1. 提高訪存速度 2. 提高 I/O 和主機(jī)之間的傳送速度 ? 提高整機(jī)處理能力 高速芯片 Cache 多體并行 多總線 DMA I/O 處理機(jī) 通道 高速器件 改進(jìn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ，開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的并行性 中斷 3. 提高運(yùn)算器速度 高速芯片 改進(jìn)算法 快速進(jìn)位鏈 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 二、系統(tǒng)的并行性 時(shí)間上互相重疊 2. 并行性的等級(jí) 指令級(jí)（指令之間） 過(guò)程級(jí)（程序、進(jìn)程） 兩個(gè)或兩個(gè)以上事件在 同一時(shí)刻 發(fā)生 兩個(gè)或兩個(gè)以上事件在 同一時(shí)間段 發(fā)生 并行 1. 并行的概念 粗粒度 軟件實(shí)現(xiàn) 細(xì)粒度 硬件實(shí)現(xiàn) 并發(fā) 同時(shí) 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 取指令 3 執(zhí)行指令 3 三、指令流水原理 2. 指令的二級(jí)流水 1. 指令的串行執(zhí)行 取指令 取指令部件 完成 總有一個(gè)部件 空閑 指令預(yù)取 若 取指 和 執(zhí)行 階段時(shí)間上 完全重疊 指令周期 減半 速度提高 1 倍 … 執(zhí)行指令 執(zhí)行指令部件 完成 取指令 1 執(zhí)行 指令 1 取 指令 2 執(zhí)行 指令 2 取 指令 3 執(zhí)行指令 3 取指令 2 執(zhí)行指令 2 取指令 1 執(zhí)行指令 1 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 必須等 上條 指令執(zhí)行結(jié)束，才能確定 下條 指令的地址 造成時(shí)間損失 3. 影響指令流水效率加倍的因素 (1) 執(zhí)行時(shí)間 取指時(shí)間 (2) 條件轉(zhuǎn)移指令 對(duì)指令流水的影響 解決辦法 ？ 取指令 部件 指令部件 緩沖區(qū) 執(zhí)行指令 部件 猜測(cè)法 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 4. 指令的六級(jí)流水 六級(jí)流水 14 個(gè)時(shí)間單位 串行執(zhí)行 6 9 ＝ 54 時(shí)間單位 完成 一條指令 6 個(gè)時(shí)間單位 CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI 指令 1 指令 2 指令 3 指令 4 指令 5 指令 6 指令 7 指令 8 指令 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t 計(jì)算機(jī)組成原理 第八章 CPU的結(jié)構(gòu)和功能 指令 1 與指令 4 沖突 指令 2 與指令 5 沖突 指令 指令 指令 6 沖突 …… CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI CO FO EI WO DI FI 指令 1 指令 2 指令 3 指令 4 指令 5 指令 6 指令 7 指令 8 指令 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 t 三、影響指令流水性能的因素 1. 訪存沖突 解決辦法 ? 指令存儲(chǔ)
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