文档介绍：硬件基础名词解释
流水线技术: 将功能部件分离、执行时间重叠的一种技术,它可以在增加尽可能少的硬件设备情况下有效地提高CPU性能。
超流水线技术: 把流水段进一步细分,使各段的功能部件在每个时钟周期内被使用多次,这样,在一个时钟周期内多条指令流入流水线,即在一个基本时钟周期内分时发射多条指令。
超标量: 超标量处理器是指在处理器中安排多个指令执行部件,多条指令可以被同时启动和独立执行。
多核技术: 在一个处理器封装中包含多个处理器核心。
超长指令字: VLIW中编译器经过优化策略,将多条能并行执行的指令合并成一条具有多个操作码的超长指令。
微程序:完成指定任务的微指令序列称为微程序。
微程序存储器:存放计算机指令系统所对应的所有微程序的一个专门存储器。
通道程序:通道控制器和I/O处理器可以独立地执行一系列的I/O操作,I/O操作序列被称为I/O通道程序。
指令系统:一台计算机能执行的机器指令全体称为该机的指令系统。
堆栈:堆栈是一种按特定顺序访问的存储区;其特点是后进先出(LIFO)或先进后出(FILO)。
输入输出系统:通常把I/O设备及其接口线路、控制部件、通道或I/O处理器以及I/O软件统称为输入输出系统。
接口:接口是CPU与“外部世界”的连接电路,负责“中转”各种信息。
中断:由于内部/外部事件或由程序的预先安排引起CPU暂停现行程序,转而处理随机到来的事件,待处理完后再回到被暂停的程序继续执行,这个过程就是中断。
中断系统:是计算机实现中断功能的软、硬件的总称。
中断向量:把中断服务程序的首址PC和初始PSW称为中断向量。
数据通路:数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路。
寻址方式:指定当前指令的操作数地址以及下条指令地址的方法称为寻址方式。
有效地址:数据实际存在的存储器地址。
波特率:单位时间内传送的二进制数据的位数,以位/秒(b/s)表示,也称为数据位率。它是衡量串行通信速率的重要指标。
指令助记符:为了便于书写和阅读程序,每条指令通常用3个或4个英文缩写字母来表示。这种缩写码叫做指令助记符。
RISC技术:精简指令集计算机,简化指令使计算机的结构更加简单合理,从而提高机器的性能、指令数目较少,一般都选用使用频度最高的一些简单指令、指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式种类少。
CISC技术:复杂指令集计算机,实现了软件功能向硬件功能转移、便于使机器指令的功能接近高级语言语句的功能、有利于简化汇编语言程序设计,提高高级语言执行效率。
总线标准:指芯片之间、扩展卡之间以及系统之间,通过总线进行连接和传输信息时,应该遵守的一些协议与规范。
区别
时钟周期、机器(总线)周期和指令周期
指令周期:执行一条指令所需要的时间称为指令周期,一般包括三个子周期。
取指令周期
间址周期:从存储器取出操作数
执行周期
机器周期(一般:取指周期= 机器周期)
所有指令执行过程中的一个基准时间
确定机器周期需考虑的因素
每条指令的执行步骤
每一步骤所需要的时间
基准时间的确定
以完成最复杂指令功能的时间为准
以访问一次存储器的时间为基准
时钟周期:每两个相邻的时钟脉冲上升(下降)沿之间的时间间隔称为T状态,节拍或时钟周期(Clock Cycle)
时钟周期是控制计算机操作的最小单位时间
一个机器周期内可以完成若干微操作,每个微操作需要一定的时间,时钟周期(节拍)将一个机器周期分成了若干时间段
指令周期包含机器周期,机器周期包含时钟周期
微操作:一条指令的功能是通过执行一系列操作控制步完成的;这些控制步中的基本操作称为微操作。
微命令:微操作的控制信号,如PCin,Zout等,而微操作是微命令的操作内容。
微指令:可同时执行的一组微命令组成一条微指令,完成一个基本运算或传送功能。
微程序:完成指定任务的微指令序列称为微程序;一条机器指令其功能可由一段微程序解释完成。
中断传送方式、DMA传送方式、通道传送方式
指令的格式
指令的一般格式:操作码、地址码
按指令包含的地址码个数分类:四地址指令、三地址指令、二地址指令、单地址指令、零地址指令
定长操作码指令:1、位数和位置固定,
2、共有m条指令,指令中操作码字段的位数为N位,则有如下关系式:
N≥log2 m(m≤2N)
扩展操作码(变长操作码)指令:1、位数、位置不固定
2、让操作数地址个数多的指令(如三地址指令)的操作码字段短些,操作数地址个数少的指令(如一或零地址指令)的操作码字段长些
操作数存储方式(操作数可以存储在指令、寄存器、堆栈和存储器中;)
数据存储方式(大端、小端的布局)
数据的边界对齐的特点:信息按整数边界存储称为数据边界对齐:数据长度