計算機硬體基礎知識(二)

2021-09-12 17:18:55 字數 1324 閱讀 1558

1 計算機硬體組成           運算器、控制器、儲存器、輸入輸出裝置

運算器和控制器 組成**處理器 cpu     

運算器負責完成算術、邏輯運算 通常又alu(算術/邏輯單元)、暫存器、多路轉換器、資料匯流排組成

控制器 負責依次訪問程式指令,進行指令移碼,並協調其他裝置

控制器通常有 程式計數器、指令暫存器、指令解碼器、時序發生器、微操作訊號發生器組成

2  基礎指令

指令的基本格式       操作碼+位址碼

操作碼指出要完成什麼操作(即要做什麼) 位址碼提供原始資料

編碼分類          定長編碼  變長編碼

3 定址方式

在指令系統中 如何來確定提供運算元和提供操作上位址的方式稱為 定址方式和編址方式。

基址定址方式     :  指令中位址為cpu中基址暫存器的內容加速指令格式中的形式位址而形成的運算元的有效位址                                              因為位數較長  可以在較大的儲存控制項中定址

變址定址方式      :  與基址定址方式類似,將cpu中某個變址暫存器的記憶體與偏移量相加形成運算元的有效位址。主要在                                   於實現程式塊的規律變化

4 cisc與risc

複雜指令集計算機cisc   指令集較大、

精簡指令集計算機 risc      提高計算機效能

計算機執行程式所需時間p 有3方面的因素決定  編譯後產生的機器指令數i、執行每條指令所需的平均週期數cpi已經每個機器週期的時間t。  計算方式為  p=i*cpi*t   

risc 通過簡化指令集 減少了指令執行週期數,提高運算速度

cisc 雖然編譯後產生的指令數增多了,但是指令所需的週期數和每個週期的時間都減少了

5 流水線

流水線是指在程式執行時多條指令重疊進行操作的一種準並行處理實現技術

所需時間計算方式為   nt+(k-1)t   其中n是子任務個數,t為每個子任務完成所需時間 k為任務總個數

若每個子任務所需時間不同  則其速度取決於執行最慢的那個

影響流水線的主要因素 :

共享資源訪問衝突             最後一條指令所需要使用的資料與前一條指令發生衝突,或者相鄰的指令使用了相同的暫存器 

響應中斷   當有中斷請求時,流水線也會停止。

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