计算机系统结构.ppt

Chapter3ComputerSystemArchitecture 专业英语 2 14 parallelprocessing并行处理serialoperations串行操作instructionstream指令流datastream数据流SISD单指令单数据流SIMD单指令多数据流MISD多指令单数据流MIMD多指令多数据流pipelineprocessing流水线处理combinationalcircuit组合电路multiplier乘法器adder加法器clockpulse时钟脉冲vectorprocessing向量处理one dimensionalarray一维数组scalarprocessor标量处理器vectorinstruction向量指令CISC复杂指令集计算机decoder译码器RISC精简指令集计算机backwardscompatibility向下兼容 Technicaltermsandpropernames 专业英语 3 14 Parallelprocessingisatermusedtodenotealargeclassoftechniquesthatareusedtoprovidesimultaneousdata processingtasksforthepurposeofincreasingthecomputationalspeedofacomputersystem 3 1ParallelProcessing 并行处理是一个用来描述为了提高计算机系统的处理速度而采用的一系列提供并发数据处理能力技术的术语 专业英语 4 14 3 1ParallelProcessing Thepurposeofparallelprocessingistospeedupthecomputerprocessingcapabilityandincreaseitsthroughout thatis theamountofprocessingthatcanbeaccomplishedduringagivenintervaloftime 并行处理的目的是加快计算机的处理速度并增加其吞吐量 所谓吞吐量是在制定规定的时间间隔内所完成的指令 专业英语 5 14 3 1ParallelProcessing Thereareavarietyofwaysthatparallelprocessingcanbeclassified Itcanbeconsideredfromtheinternalorganizationoftheprocessors fromtheinterconnectionstructurebetweenprocessors orfromtheflowofinformationthroughthesystem 对并行处理进行分类的方法有很多 可以通过其内部处理器的结构 通过处理器间的连接方式或通过信息在系统中的流动方式来加以分类 专业英语 6 14 Pipeliningisatechniqueofdecomposingasequentialprocessintosuboperations witheachsubprocessbeingexecutedinaspecialdedicatedsegmentthatoperatesconcurrentlywithallothersegments 3 2Pipelining 流水线是将顺序处理过程分解成子操作的技术 每个子过程在一个专门的分段中被执行并与其他所有的子过程并发地运行 专业英语 7 14 Thereisaclassofcomputationalproblemsthatarebeyondthecapabilitiesofaconventionalcomputer Theseproblemsarecharacterizedbythefactthattheyrequireavastnumberofcomputationsthatwilltakeaconventionalcomputerdaysorevenweekstocomplete 3 3VectorProcessing 有一类计算机问题已超出了普通计算机的处理能力 这些问题的共同特征是涉及大量的计算 普通计算机需要几天甚至几周的时间才能完成这些计算 专业英语 8 14 3 3VectorProcessing Toachievetherequiredlevelofhighperformanceitisnecessarytoutilizethefastestandmostreliablehardwareandapplyinnovativeproceduresfromvectorandparallelprocessingtechniques 为了获得所需要的高性能 有必要采用最快和最可靠的硬件并应用向量处理与并行处理等新技术的革新过程 专业英语 9 14 3 3VectorProcessing Acomputercapableofvectorprocessingeliminatestheoverheadassociatedwiththetimeittakestofetchandexecutetheinstructionsintheprogramloop 具备向量处理能力的计算机排除了取指令和执行循环指令所需的时间 专业英语 10 14 3 3VectorProcessing Thisisessentiallyathree addressinstructionwiththreefieldsspecifyingthebaseaddressoftheoperandsandanadditionalfieldthatgivesthelengthofthedataitemsinthevectors 这是一条基本的三地址指令 其中三个字段给出操作数的基地址 另一个字段给出向量中数据项的长度 专业英语 11 14 3 4RISC TheyreasonedthatreducingthepropagationdelaywithintheCPUwouldallowtheCPUtorunatahigherfrequency thusperformingeachinstructionmorequickly 它们的理由是这样可以减少CPU内部的传输延迟 允许CPU以较高的频率运行 从而更加快速地执行每一条指令 专业英语 12 14 3 4RISC Dependingonhowfrequentlytheeliminatedinstructionwereneeded andthenumberofinstructionsneededtoperformtheirfunctions thisapproachmightormightnotimprovesystemperformance 这种方法是否能提高系统的性能取决于被去掉的指令的使用频率 以及执行其功能所需要的指令数量 专业英语 13 14 3 4RISC ThisallowsthemtorunathigherclockfrequenciesthanCISCprocessorsandreducestheamountofspaceneededontheprocessorchip sodesignercanusetheextraspaceforadditionalregistersandothercomponents 与CISC处理器相比 RISC处理器可以以较高的时钟频率运行 并可减少处理器芯片的大小 因而 设计者可以利用这些节省下来的空间安排更多的寄存器和其他部件 专业英语 14 14 This