今日学习总结（20190327）

Posted 2021-11-12 yqmia

计算机中CPU包括的寄存器分类

运算器中包括算术逻辑单元（ALU）、累加寄存器、数据缓冲寄存器、状态条件寄存器；

控制器中包括指令寄存器、指令译码器、程序计数器（PC）、时序部件。

其中运算器用来进行数据的运算处理，控制器进行逻辑控制和各部件的控制指令。

Flynn分类

单指令单数据流（SISD）：包括一个控制部分、一个处理器以及一个主存模块，例如单处理器系统；

单指令多数据流（SIMD）：包括一个控制部分、多个处理器以及多个主存模块，各处理器异步执行各指令，例如并行处理机，阵列处理机，超级向量处理机；

多指令单数据流（MISD）：包括多个控制部分、一个处理器以及多个主存模块，是一种理论形态，不可实现；

多指令多数据流（MIMD）：包括多个控制部分、多个处理器以及多个主存模块，能够实现作业，任务指令等的各级全面并行，例如多处理机系统和多计算机。

流水线

流水线是将一条指令划分成多步，让各步操作重叠，从而实行各步操作并行处理的技术。

流水线的6步为：

( 1 ) 取指令。C P U从高速缓存或内存中取一条指令。

( 2 ) 指令译码。分析指令性质。

( 3 ) 地址生成。很多指令要访问存储器中的操作数，操作数的地址也许在指令字中，也许要经过某些运算得到。

( 4 ) 取操作数。当指令需要操作数时，就需再访问存储器，对操作数寻址并读出。

( 5 ) 执行指令。由A L U执行指令规定的操作。

 

( 6 ) 存储或"写回"结果。最后运算结果存放至某一内存单元或写回累加器A。

计算公式=第一条指令的时间+（n-1）*流水线周期

实际计算公式=（k+n-1）*流水线周期（其中k为指令分段数）

流水线吞吐率TP=指令条数/流水线执行时间

流水线加速比S=未用流水线执行时间/使用流水线后执行指令时间

流水线效率E=流水线执行所占时空区/指令执行总时空区