計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：計(jì)算機(jī)的概念結(jié)構(gòu)、功能和性能特性，它從一個(gè)更高的層次對(duì)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)特征等宏觀(guān)特征進(jìn)行研究。

1、計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)分類(lèi)

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2、CISC和RISC

指令體系結(jié)構(gòu)（ISA）：一個(gè)處理器支持的指令和指令的字節(jié)級(jí)編碼，不同的處理器族支持不同的指令體系結(jié)構(gòu)。所以程序員編寫(xiě)的程序可以在一種機(jī)器上運(yùn)行，就有可能在另一種機(jī)器上無(wú)法運(yùn)行。

2.1 CISC ?復(fù)雜指令計(jì)算機(jī)

基本思想是用更復(fù)雜的新指令代替原先由軟件子程序完成的功能，從而實(shí)現(xiàn)軟件的硬化。微處理器X86就屬于CISC型。

CISC 缺點(diǎn)：

1、指令過(guò)于復(fù)雜

2、每條復(fù)雜指令都要通過(guò)一段解釋性微程序才能完成，這個(gè)需要多個(gè)CPU周期，從而降低了機(jī)器的處理速度

3、 由于指令系統(tǒng)過(guò)于龐大，難以?xún)?yōu)化編譯生成真正高效的目標(biāo)代碼

4、 CISC強(qiáng)調(diào)完善中斷控制，設(shè)計(jì)復(fù)雜，研制周期長(zhǎng)。

5、CISC給芯片設(shè)計(jì)帶來(lái)很多困難，使芯片種類(lèi)增多，出錯(cuò)率大成本高。

2.2 RISC 精簡(jiǎn)指令計(jì)算機(jī)

通過(guò)減少指令總數(shù)和簡(jiǎn)化指令功能、降低硬件的設(shè)計(jì)復(fù)雜度、使指令能單周期運(yùn)行，并通過(guò)優(yōu)化編譯，提高指令的執(zhí)行速度，采用硬線(xiàn)控制邏輯，優(yōu)化編譯程序。ARM處理器屬于RISC型。

3、流水線(xiàn)技術(shù)

3.1 定義

流水線(xiàn)技術(shù)是將一個(gè)比較復(fù)雜的處理過(guò)程分為n個(gè)復(fù)雜程度相當(dāng)、處理時(shí)間大致相等的子過(guò)程，每個(gè)子過(guò)程由一個(gè)獨(dú)立的功能部件來(lái)完成，處理對(duì)象在各子過(guò)程連成的線(xiàn)路上流動(dòng)，在同一時(shí)間，n個(gè)部件同時(shí)進(jìn)行不同的操作，完成不同的任務(wù)。

3.2 指令的控制方式

順序方式：各機(jī)器指令之間順序串行地執(zhí)行。優(yōu)點(diǎn)：控制簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：速度慢、各部件利用率低。

重疊方式：在解釋第K條指令之前，就開(kāi)始執(zhí)行第k+1 條指令。優(yōu)點(diǎn)：速度有些提高，控制不是很復(fù)雜。缺點(diǎn)：會(huì)出現(xiàn)沖突、轉(zhuǎn)移和相關(guān)等問(wèn)題，在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮。

流水方式：模仿工業(yè)生成過(guò)程的流水線(xiàn)方式而產(chǎn)生的一種指令控制方式。

流水的種類(lèi)

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3.3 流水的相關(guān)處理

RISC 中采用的流水技術(shù)有：超流水線(xiàn)、超標(biāo)量、超長(zhǎng)指令字。

超流水線(xiàn)：是RISC一種并行處理技術(shù)。通過(guò)細(xì)化流水、增加級(jí)數(shù)和提高主頻，使得每個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一個(gè)甚至兩個(gè)浮點(diǎn)操作。實(shí)質(zhì)是時(shí)間換空間。

超標(biāo)量技術(shù)：是RISC一種并行處理技術(shù)。通過(guò)內(nèi)裝多條流水線(xiàn)來(lái)同時(shí)執(zhí)行多個(gè)處理。實(shí)質(zhì)是空間換時(shí)間。

超長(zhǎng)指令字VLIW：同時(shí)執(zhí)行多條指令。

3.4 吞吐率和流水建立時(shí)間

吞吐量值單位時(shí)間內(nèi)流水線(xiàn)處理機(jī)流出的結(jié)果數(shù)。，對(duì)指令而言就是單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行的指令數(shù)。

p=1/max{t1,t2 ...}

4、陣列處理機(jī)、并行處理機(jī)和多處理機(jī)

并行處理包含以下幾類(lèi)

1、存儲(chǔ)器操作并行

2、處理器操作步驟并行（流水線(xiàn)處理機(jī)）

3、處理器操作并行（陣列處理機(jī)）

4、指令、任務(wù)、作業(yè)并行（多處理機(jī)、分布處理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)）

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總結(jié)

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