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1、指令流水线
一一条指令的执行过程可分为三个阶段取指、分析、执行。
取指根据PC程序计数器内容访问主存储器取出一条指令送到IR指令寄存器中。
分析对指令操作码进行译码按照给定的寻址方式和地址字段中的内容形成操作数的有效地址EA并从EA中取出操作数。
执行根据操作码字段完成指令规定的功能即把运算结果写道通用寄存器或主存中。当多条指令在处理器中执行时可以采用以下三种方式
顺序执行方式、一次重叠执行方式、二次重叠执行方式
顺序执行方式指令按顺序执行前一条指令执行完后才启动下一条指令。优点是控制简单硬件代价小缺点是执行指令的速度较慢在任何时刻处理机中只有一条指令在执行各功能部件的利用率很低。
一次重叠执行方式这种方式同时进行第k条指令的执行阶段和第k1条指令的取指阶段。
二次重叠执行方式为了进一步提高指令的执行速度可以把取k1条指令提前到分析第k条指令的期间完成而将分析第k1条指令与执行第k条指令同时进行。
二衡量流水线性能的主要指标有吞吐率、加速比和效率。
1吞吐率有个公式指令条数除以流水线时间
2流水线时间计算有个公式一条指令所需时间指令条数-1*时间最长的指令的一段 即7(8-1)*3 28
则吞吐率 8/28Δt
3流水线的加速比完成同样一批任务不使用流水线所用的时间与使用流水线所用的时间之比称为流水线的加速比。计算流水线加速比的基本公式如下s不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间
4流水线的效率流水线的效率是指流水线的设备利用率。在时空图上流水线的效率定义为n个任务占用的时空区与k个流水段总的时空区之比。公式为 流水线效率 n个任务占用的时空区/k个流水线的总时空区 待续
