文档介绍：Revised by Chen Zhen in 2021
组成原理名词解释
组成原理名词解释
计算机实现:
计算机实现是指计算机组成的物理实现。它包括处理机、主存等部件的物理结构,器件的集成度和速度,先级的中断源编号,然后隐含执行两条识别中断源的指令,直接通过硬件转向这个中断源的中断服务程序 入口。
中断现场的保存和恢复:
中断发生时,需要打断当前正在执行的程序而转去执行中断处理例程。此时需要保存当前程序的一些工作现场以便在中断例 程完成后恢复执行。对当前程序状态的保存恢复就是中断现场的保存和恢复。
中断屏蔽:
程序运行中有时需要故意的忽略某些中断,此时可以通过中断屏蔽位使得系统对于对应的中断源不予响应。 标量处理机:只有标量数据表示和标量指令系统的处理机称为标量处理机。标量处理机是一种最通用,也是使用最普遍的处理机。
指令级并行:
处理机中同时多条指令并行执行。
先行控制:
先行控制技术的关键是缓冲技术和预处理技术,以及这两者的相结合。通过对指令流和数据流的预处理和缓冲,能够尽量使 指令分析器和指令执行部件独立地工作,并始终处于忙碌状态。
缓冲技术:
缓冲技术是在工作速度不固定的两个功能部件之间设置缓冲栈,用以平滑它们的工作。
预处理技术:
预处理技术是把进入运算器的指令都处理成寄存器 -寄存器型(RR 型)指令,它与缓冲技术相结合,为进入运算器的指令准 备好所需要的全部操作数。
先行指令缓冲栈:
先行指令缓冲栈作为主存储器与指令分析器之间的一个缓冲部件,用它来平滑主存储器和指令分析器的工作。
先行读数栈:
先行读数栈由一组缓冲寄存器和有关控制逻辑等组成。每一个缓冲寄存器由三部分组成,包括先行地址缓冲寄存器、先行操 作数缓冲寄存器和标志字段。也可以把先行地址缓冲寄存器和先行操作数缓冲寄存器合用一个寄存器。
后行写数栈:
后行写数栈也由一组缓冲寄存器和有关控制逻辑等组成。每一个缓冲寄存器必须包括后行地址缓冲寄存器、后行数据缓冲寄 存器和标志字段三个部分,其中的后行地址缓冲寄存器和后行数据缓冲寄存器不能象先行读数栈那样合用。
先行操作栈:
指令分析器对已经存放在先行指令缓冲栈里的指令进行预处理,把处理机后的指令送入先行操作栈。
缓冲深度:
相关:
所谓相关(Correlation )是指在一段程序的相近指令之间有某种关系,这种关系可能影响指令的重叠执行。通常,把相关分 为两大类,一类是数据相关,另一类是控制相关。
数据相关:
数据相关是由数据导致的相关现象。在采用先行控制方式的处理机中,数据相关主要有四种。分别是指令相关、主存操作数 相关、通用寄存器相关和变址相关等。
指令相关:
第 k+1条指令本身的内容取决于第 k 条指令的执行结果,则产生指令相关。
主存操作数相关:
当指令的执行结果写到主存储器,所读取的操作数也取自主存储器时,就有可能发生主存操作数相关。
通用寄存器数据相关:
在寄存器 -寄存器型(RR 型)指令和寄存器 -存储器型(RS 型)指令的执行过程中可能发生通用寄存器数据相关。这种相关 叫做通用寄存器数据相关。
变址相关:
在许多处理机中,把通用寄存器兼作变址寄存器使用。由于在变址寄存器中存放的变址量在指令分析过程中要用它来计算有 效地址;因此,与通用寄存器的数据相关类似,有可能发生变址相关。
控制相关:
控制相关是指因为程序的执行方向可能被改变而引起的相关。可能改变程序执行方向的指令通常有无条件转移、一般条件转 移、复合条件转移、子程序调用、中断等。
转移预测技术:
转移预测是在发生转移指令时为了不影响流水线的性能而采用的一种对指令转移的预测策略。
流水线处理机:
流水线方式是把一个重复的过程分解为若干个子过程,每个子过程可以与其它子过程同时进行。由于这种工作方式与工厂中 的生产流水线十分相似,因此,把它称为流水线工作方式。采用这种机制工作的处理机称为流水线处理机。
时空图:
描述流水线的工作,最常用的方法是采用
线性流水线:
线性流水线(Linear Pipelining)是将流水线的各段逐个串接起来。输入数据从流水线的一端进入,从另一端输出。数据在流 水线中的各个功能段流过时,每一个功能段都流过一次,而且仅仅流过一次。
非线性流水线:
非线性流水线(Nonlinear Pipelining)。在流水线的各个功能段之间除了有串行的连接之外,还有反馈回路。
流水线的级别:
按照流水线使用