微程序控制机理2模型机微程序总框图西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理

微程序控制原理2模型机微程序总框图西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案72第6章中央处理器6 KKKK1K 1K 1K 2顺序执行方法一次重叠执行模式二次重叠执行方法西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案73第6章中央处理器6 流水线技术运用排序方法执行n条指令所需的时间为T3nt一次重叠 所需执行时间缩短为T t二次重叠所需执行时间缩短为T 2先行控制原理由于现代计算机的指令系统很复杂各种种类指令难于做到“分析”与“执行”时间一直相等。此时 各个阶段的控制部件就有也许出现间断等待的问题 见图6 21 。先行控制的主要目的是让各阶段的专用控制组件不间断的工作 以提升设施的利用率及执行速度 见图6 22 。西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案75第6章中央处理器6 3流水工作原理1流水线流水线是将一个较复杂的处理过程分成m个复杂程度非常、处理时间大概相同的子过程 每个子过程由一个独立的功能组件来完成 处理对象在各子过程连成的线路上连续流动。在同一时间 m个组件同时进行不同的操作 完成对不同子过程的处理。西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案76第6章中央处理器6 流水线技术按处理级别分类操作组件级、指令级和处理机级三种。

按用途分类单功能流水线和多功能流水线两种。 按工作方式分类静态流水线和动态流水线。按流水线结构分类线性流水线和非线性流水线两种计算机原理教案下载。2 流水线分类西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案77第6章中央处理器6 1从复杂指令系统至精简指令系统1指令的演进演变1 从简洁到复杂硬件 指令由十几或几十发展到几百种 指令复杂化 功能提升 寻址模式也更多样。机器语言与高级语言变化的缩小 Von Neumann语义差别。系列机向下兼容的用途要求的制约 市埸需求2 从复杂至简单主频时钟提高指令执行的并行性提高CPU速率增加的关键西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案78第6章中央处理器6 精简指令系统计算机RISC2RISC的产生RISC Reduced Instruction Set Computer 简化指令系统计算机CISC Complex Instruction Set Computer 复杂指令系统计算机程序的执行速度受三个因素的制约 即程序中的指令数N、每条指令执行所需的周期数C跟每个周期的时间P。一段程序的执行时间T为 10、执行指令条数为N 在RISC中 2040 结论 RISC的性能为CISC的2 5倍。

西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案79第6章中央处理器6 精简指令系统计算机RISC指令总数较少 基本寻址模式类型少 指令格式少 而且长度一致 LoadStore 大部分指令在单周期内完成只有取数跟存数指令无法访问存储器 其余指令的操作只限于在寄存器之间进行 CPU中通用寄存器的数量要比较多 为提升指令执行速度 绝大多数采用硬联线控制实现 不用或少用微程序控制实现 采用改进的编译技术 力求以简洁的方法支持高级语言计算机原理教案下载。6 RISC基本技术1RISC寄存器管理技术2 流水线技术3 延时转移技术西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案81第6章中央处理器本章学习规定理解 CPU的用途和构成理解 指令执行的基本过程理解 时序控制方法和时序系统理解 控制器的基本构成掌握 模型机结构和微操作序列理解 微程序控制的基本概念理解 微程序控制器的构成和工作过程掌握 微指令编码法特点理解 微程序入口地址和后继微地址的产生理解 控制单元的设计了解 流水线技术跟RISC技术西南交通大学信息科学与技术学院“计算机组成原理A”教案82第6章中央处理器1 蒋本珊编著 《计算机组成原理》 清华大学出版社。2 《计算机组成原理》电子工业出版社 俸远祯等专著《计算机组成原理》 修订本 电子工业出版社 俸远祯等专著《计算机组成原理与汇编语言程序设计》 电子工业出版社 1999年7月第2版。思考题试题参考书