软考高级系统架构设计师(二) 基础知识之计算机组成与系统结构2

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​CISC与RISC

 流水线技术

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 练习题：

 

 

CISC与RISC

RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)是当前CPU的两种架构.

RISC与CICS的比较
1.RISC比CICS更能提高计算机运算速度；RISC寄存器多，就可以减少访存次数，指令数和寻址方式少，因此指令译码较快。

2.RISC比CISC更便于设计，可降低成本，提高可靠性。

3.RISC能有效支持高级语言程序。

4.CICS的指令系统比较丰富，有专用指令来完成特定的功能，因此处理特殊任务效率高。

 流水线技术

 

 

串行： （3+2+4）*10=90

流水线方式， 流水线周期 = max{3,2,4}=4,全部执行完成需要= 带入理论公式= (3+2+4)+(10-1)*4=45

ps: 按实践公式 = （4+4+4）+（10-1）*4 =48

 10条指令的吞吐率= 10/45德塔t

最大吞吐率 = 1/4德塔t

流水线加速比（> 1）：

s=90德塔t / 45德塔t  

练习题：

 ps: 其他补充

结论

1. 流水过程由多个相联系的子过程组成，每个子过程由专用的功能设备实现，每个子过程称为流水线的 “级”或“段”。“级”数称为流水线的“深度”；
2. 流水线需要有 “通过时间”，在此之后流水过程才进入稳定工作状态(前面洗衣店例子：每个设备都有人用)，每一个时钟周期（拍）流出一个结果；
3. 流水线不能缩短单个任务的响应时间，但可以提高吞吐率；
4. 流水线速度受限于最慢流水线段的运行速度，所以，各个功能段所需时间应尽量相等；
5. 流水技术适合于大量重复的处理过程，只有流水线的输入能连续地提供任务，流水线的效率才能充分发挥。
6. 流水线中多个任务是并行处理的。