下面我们进入流水线的学习,这是本章当中最容易考到的一个知识点,所以大家一定要提起精神。
我们来看一下,我们整个中央处理器,也就是我们的第五章,分为五个小节。我们在之前已经把CPU的功能和结构,指令的执行过程,数据通路的功能和基本结构,以及控制器的功能和工作原理都给大家讲完了。那么,到这里,我们所有的CPU它的功能,它的结构,以及它是如何工作的都已经给大家完全地讲完了。最后的第五节是用来干什么的呢?是用来提高我们CPU的工作效率的。那么为什么要引入流水线的结构,显然就是为了提高我们的工作效率。那么有哪些结构?那么引入流水线会带来哪样的问题,那么这就是我们整个第五节要解决的。那么第一节的内容呢我们先把流水线的简单的知识,以及它的一些性能指标给大家讲一下。可能和书上的顺序不太一样,但是呢大家把整个搞清楚之后,我们再来去详细地去研究我们的流水线。
好,我们先来看一下什么叫做流水线。流水线大家应该听过好多次了,也就是说我们的一个条指令,它的执行过程,可以分成多个阶段,或者说呢我们可以把它分成多个过程。那么根据不同的计算机呢,我们可以分成不同的阶段和过程。
那么一般来说呢,我们是把它分成取址阶段,分析阶段和执行阶段的。那么什么叫做取址阶段呢?
取址阶段,也就是根据我们的PC内容去
好的,从这一节课开始,我们来分析一下指令流水线的影响因素。
我们来回顾上一节讲过的内容。我们把指令流水线的一些重要的东西都已经给大家讲完了。把它的基本概念,以及表示方法给大家讲了一下。基本概念就是说,什么叫流水线?为什么要采用流水线技术呢?就是为了提高我们的执行效率。因为我们的指令的执行过程,我们可以把它分解成不同的阶段,然后它每一个阶段呢占用的都是不同的资源,是互不影响的。所以我们就可以是,在同一个时刻,是把所有的资源都利用上,那么就使得多条指令能够同时执行。那么这就提高了我们的执行效率。那么表示指令流水线呢,有两种方法,第一种方法是指令流程图。它呢主要是用来分析我们流水线的技术,就比如我们这一节课将要用它来分析影响我们流水线的因素。那么第二种方法呢就是时空图,那么我们上一节课也使用时空图来分析了流水线的性能。那么说到流水线的性能呢,我们主要有三个性能指标。
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