(1)指令集体系分类:堆栈,累加器,寄存器集。
(2)CISC:复杂指令集计算机:进一步增强原有指令的功能,用更为复杂的新指令取代优先由软件子程序完成的功能,实现软件功能的硬化,导致机器的指令系统越来越庞大而复杂。
RISC:精简指令集计算机:通过减少指令总数和简化指令功能,降低硬件设计的复杂度,是指令能单周期执行,并通过优化编译,提高指令执行速度,采用硬线控制逻辑,优化编译程序。关键技术:重叠寄存器窗口技术,优化编译技术,超流水及超标量技术,硬布线逻辑与微程序相结合在微程序技术中,超长指令字技术(VLIW)。
(3)指令控制方式:顺序方式,重叠方式,流水方式。
顺序方式:各条机器指令之间顺序串行的执行,执行完一条指令后才取下一条指令,而且每条机器指令内部的各个微操作也是顺序串行的执行。
重叠方式:在解释第k条指令的操作完成之前,就开始解释第k+1条指令。
流水方式:模仿工业生产过程的流水线而提出的一种指令控制模式,把并行性和并发性嵌入到计算机系统里,把重复的顺序处理的过程分解为若干子过程,每个工程能在专门的独立模块上有效的并行工作。
流水线种类:(级别)部件级,处理机级,系统级;(功能)单功能,多功能流水线;(联接)静态,动态流水线;(回路)线性,非线性流水线;(顺序)同步,异步流水线;(数据)标量,向量流水线。
局部性相关处理:指令相关,访存操作数相关,通用寄存器组相关,解决办法:推后法,通路法。
全部性相关处理:猜测转移分支,加快和提前形成条形码,加快短循环程序的处理。
(4)吞吐率:单位时间里流水线处理机流出的结果数(单位时间里执行的指令数),如果流水线子过程所用时间不一样,则吞吐率p是最长子过程的倒数。
流水建立时间:流水线开始工作,须经过一定时间才能达到最大吞吐率,这就是建立时间。若m个子过程所用时间一样,都为t,则建立时间T= mt。