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程序运行流程:指令流水

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一.如何提高机器速度

1.提升访存效率
采用高性能芯片,Cache 多体并行技术(在单个周期内,CPU 可同时访问多个存储单元)
2.增强I/O与主机间的数据传输效率
引入中断机制、DMA技术、通道控制、I/O处理机以及多总线架构
3.加快运算器的处理速度
使用高速芯片、优化算法设计、应用快速进位链结构
增强整个处理机的运算能力
选用高速电子元件,优化系统架构设计,挖掘系统的并行计算潜力

系统并行性分析

并行的基本概念

指令流水原理解析

1.指令的顺序化执行过程

在这里插入图片描述

为便于阐述,我们设定指令周期仅由两个阶段构成,第一阶段为取址阶段,第二阶段为执行阶段。
可以观察到,在串行执行模式下存在一个缺陷:当处于取址阶段时,执行单元并未进行操作;而在执行阶段时,取址单元则处于闲置状态。换言之,采用此种方式运行时,始终会有一个单元处于非工作状态。

2.指令的二级流水
在执行单元处理第一条指令的同时,取址单元正在获取第二条指令。
然而这一过程成立的前提条件是

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