「计算机组成原理」：一文快速了解计算机原理知识点-附思维导图( 七 )

2020-10-20

④多路转移方式一条微指令存在多个转移分支的情况称为多路转移

⑤微中断1.微中断请求信号是由程序中断请求信号引起的2.在完成现行指令的微程序后响应该微中断请求3.由硬件产生对应微中断处理程序在控存中的入口地址

（3）如何提高微程序的执行速度

①微指令格式水平型微指令：直接控制，字段编译（直接、间接）特点：在一条微指令中定义并并行执行多个微命令垂直型微指令：采用微操作码编译法，由操作码规定微指令的功能特点：不强调实现微指令的并行控制功能
②微程序控制存储器一般采用ROM存储器也可采用RAM ，为防止断电后内容消失，则必须开机后将外存中存放的微程序调入内存RAM ，然后才能执行程序。当前为了能不断扩展指令系统，通常采用ROM+RAM
③动态微程序设计定义：能根据用户要求改变微程序优点：使计算机能更灵活、有效的适应于各种不同的应用目标
④控制存储器的操作（P136）串行方式并行方式——比串行多了微指令寄存器微周期=max(取微指令时间,执行微指令时间)由于取微指令、执行微指令同时进行，故对于某些后继微地址的产生根据处理结果而定的微指令，则延迟一个微周期再取微指令

5、流水线工作原理
（1）结论

每条指令的执行时间不变
每条指令处理结果的时间缩短
流水线处理速率最高时=流水线处于满载的稳定状态
流水线处理速率最低时=流水线未满载状态
为了满足在重叠时间段不同指令的机器周期能够完成指定的操作，将时间段=操作完成的最长时间
为了保证一个周期内流水线的输入信号不变，相邻时间段之间必须设置锁存器或寄存器
除了指令执行流水线，还有运算操作流水线

（2）相关问题

流水线阻塞数据相关产生假设第二条指令需要的操作数是第一条指令运算的结果，那么出现了数据相关指令执行时间不同产生程序转移的影响异常情况响应中断

（3）流水线计算公式

公式：Nt+(K-1)t （N表示段， K表示多少指令， t表示时间）
流水线周期为执行时间最长的一段

第七章、存储系统
1、存储系统的层次结构

cache->主存->辅存
cache：提高CPU数据输入输出的速度

2、高速缓冲存储器

①cache的工作原理局部性原理主存地址和cache地址块长：块长一般取一个主存周期所能调出的信息长度（一般为16个字）cache的容量和块的大小是影响cache的效率的重要因素命中率：CPU所要访问的信息是否在cache中的比率，而将所要访问的信息不在cache中的比率称为失败率一致性策略标志交换方式（写回法）通过式写入（写通法）写操作直接对主存进行，而不写入cachecache的存取时间：平均存取时间=h*tc+(1-h)(tc+tm)最好替换策略：按照被替换的字块是下一段时间最少使用的，由替换部件实现
②cache组织地址映像直接映像cache中许多空的位置被浪费主存地址：主存字块标记+cache字块地址+字块内地址全相联映像成本太高而不能采用主存地址：主存字块标记+字块内地址优点：方式灵活，缩小了块发生冲突的概率缺点：增加了标识位位数增加了寻找主存块在cache中对应块的时间组相联映像直接映像和全相联映像的折衷主存地址：主存字块标记+组地址+块内地址

3、虚拟存储器

存储管理部件（MMU）现代计算机一般都有辅助存储器，但具有辅存的存储系统不一定是虚拟存储系统虚拟存储系统的特点允许用户程序用比主存大的多的空间来访问主存每次访存都要进行虚实地址的转换

第八章、辅助存储器
1、概述
半导体存储器可随机访问任一单元，而辅助存储器一般为串行访问存储器。

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