看星猩的柴狗
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计算机组成原理-指令流水线（定义 表示方法 性能指标 影响因素 分类 多发技术）

文章目录

  • 总览
  • 指令流水线的定义
    • 指令执行方式
  • 流水线的表示方法
  • 流水线的性能指标
    • 吞吐率
    • 加速比
    • 效率
    • 小结
  • 指令流水线的影响因素
    • 机器周期的设置
    • 影响流水线的因素
      • 结构相关（资源冲突）
      • 数据相关（数据冲突）
      • 控制相关（控制冲突）
      • 小结
  • 指令流水线的分类
  • 流水线的多发技术
    • 超标量技术
    • 超流水技术
    • 超长指令字
    • 小结

总览

在这里插入图片描述

指令流水线的定义

取指阶段可能从Cache中取
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指令执行方式

假设每个指令分三个阶段，每个阶段时间相同
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流水线的表示方法

时空图与指令执行过程图的区别在于纵坐标不同
时空图的纵坐标是不同阶段的指令过程
指令执行过程图的纵坐标是各个指令
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流水线的性能指标

k是一个指令的k个阶段

吞吐率

单位时间内完成的指令数量

装入时间：各个硬件全部开始接着工作的时间
排空时间：各个硬件开始接着退出工作的时间
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加速比

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效率

空闲时间不会随着任务量的增加而增加
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小结

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指令流水线的影响因素

机器周期的设置

RISC下操作数直接来自通用寄存器

M：访存阶段
WB：写回通用寄存器组阶段
五段式指令流水线
大部分情况下都能从Cache中取到指令
大部分情况访问主存也能从Cache访问到
指令和数据可以用两个独立的Cache存储
ID：将操作数从通用寄存器取出
Imm：存指令的立即数
ALU计算的结果可能写回主存，也可能直接写回通用寄存器
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影响流水线的因素

结构相关（资源冲突）

资源重复配置就是将本来访问的资源在一个地方的，现在将其分成两个地方，这样就不冲突了

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数据相关（数据冲突）

这是由于后面的指令依赖前面的指令产生的结果来进行运算，如果按理想化顺序执行，此时后面的指令用到的r1的数据是没经过第一条指令修改的
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bubble就理解啥都没做,相当于过了一段时间，才开始执行第二条指令
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用nop来等待
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数据旁路技术即将ALU的结果的数据线连到ALU的某个输入端，就不用等待写回操作了
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编译优化
即调整指令顺序，把不需要依赖前面指令执行的结果的指令移到前面去执行
在这里插入图片描述

控制相关（控制冲突）

就本来按流水线执行的话，修改完PC后此时后面的指令已经开始了部分了，但此时下一条应该运行的指令并不是这样已经运行部分的指令，所以此时会冲突
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简单预测就是直接把某种情况对应的某些指令紧接跳转指令流水线执行
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预取的话就是把两种结果的指令流水线都有了，但怎么执行会还会有选择
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就是提前判断好，从而好安排后面的指令流水线
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提高猜对概率呗

小结

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指令流水线的分类

部件功能流水线就是一个微小的操作可为几个部分，多个操作又可以进行流水线
套娃吧
处理机间 就是各个处理机作为流水线上，（第一行一个一个处理机排列，同时第二行一个一个处理机排列，下同）
处理机 就是处理机内部的功能部件作为流水线上
部件功能级 就是部件内部的子功能部件作为流水线上
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单功能流水线即流水线上的部分都是为完成一个功能而做的
多功能流水线即通过流水线上的部分之间的连接多种组合实现一条流水线完成多种功能
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静态流水线即连接方式固定
动态流水线即连接方式可变，从而实现复杂功能
在这里插入图片描述

线性流水线即流水线没有回路
非线性流水线相反喽
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流水线的多发技术

不能调整的指令的执行顺序是考虑的相互间的依赖关系

超标量技术

此时多个CPU多个指令寄存器从而并发运行多条指令
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超流水技术

即充分利用机器周期内的内部时间，再细分化到一个机器周期内何时能开始后面的指令，或者某些部件何时开始不用了，这样就能开始运行指令的某些部分了，类似部件功能级流水线
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超长指令字

此时由于一个CPU只能执行一个操作码的对应功能，此时合并需要多个CPU执行各个操作码
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小结

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  • 【Avro二】Avro RPC框架 bit1129 rpc
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  • lua　set get cookie ronin47 lua cookie
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  • Spring源码学习-PropertyPlaceholderHelper bylijinnan javaspring
    今天在看Spring 3.0.0.RELEASE的源码，发现PropertyPlaceholderHelper的一个bug 当时觉得奇怪，上网一搜，果然是个bug，不过早就有人发现了，且已经修复： 详见： http://forum.spring.io/forum/spring-projects/container/88107-propertyplaceholderhelper-bug
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       如果我们已经在一个工作流的节点中嵌入了可以进行逻辑推理的代码,那么成百上千个这样的节点如果组成一个拓扑网络,而这个网络是可以自动遍历的,非线性的拓扑计算模型和节点内部的布尔逻辑处理的结合,会产生什么样的结果呢?    是否可以形成一种新的模糊语言识别和处理模型呢?  大家有兴趣可以试试,用软件搞这些有个好处,就是花钱比较少,就算不成
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    以前ITEYE的广告都是谷歌的Google AdSense，现在都换成百度推广了。   为什么个人博客设置里面还是Google AdSense呢？   都知道Google AdSense不好申请，这在ITEYE上也不是讨论了一两天了，强烈建议ITEYE换掉Google AdSense。至少，用一个好申请的吧。   什么时候能从ITEYE上来点外快，哪怕少点
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    新浪微博在短短一年时间内从零发展到五千万用户，我们的基层架构也发展了几个版本。第一版就是是非常快的，我们可以非常快的实现我们的模块。我们看一下技术特点，微博这个产品从架构上来分析，它需要解决的是发表和订阅的问题。我们第一版采用的是推的消息模式，假如说我们一个明星用户他有10万个粉丝，那就是说用户发表一条微博的时候，我们把这个微博消息攒成10万份，这样就是很简单了，第一版的架构实际上就是这两行字。第
  • 玩转ARP攻击 dcj3sjt126com r
    我写这片文章只是想让你明白深刻理解某一协议的好处。高手免看。如果有人利用这片文章所做的一切事情，盖不负责。 网上关于ARP的资料已经很多了，就不用我都说了。 用某一位高手的话来说，“我们能做的事情很多，唯一受限制的是我们的创造力和想象力”。 ARP也是如此。 以下讨论的机子有 一个要攻击的机子：10.5.4.178 硬件地址：52:54:4C:98
  • PHP编码规范 dcj3sjt126com 编码规范
    一、文件格式 1. 对于只含有 php 代码的文件，我们将在文件结尾处忽略掉 "?>" 。这是为了防止多余的空格或者其它字符影响到代码。例如：<?php$foo = 'foo';2. 缩进应该能够反映出代码的逻辑结果，尽量使用四个空格，禁止使用制表符TAB，因为这样能够保证有跨客户端编程器软件的灵活性。例
  • linux 脱机管理（nohup） eksliang linux nohupnohup
    脱机管理 nohup 转载请出自出处：http://eksliang.iteye.com/blog/2166699 nohup可以让你在脱机或者注销系统后，还能够让工作继续进行。他的语法如下 nohup [命令与参数] --在终端机前台工作 nohup [命令与参数] & --在终端机后台工作   但是这个命令需要注意的是，nohup并不支持bash的内置命令，所
  • BusinessObjects Enterprise Java SDK greemranqq javaBOSAPCrystal Reports
    最近项目用到oracle_ADF  从SAP/BO 上调用 水晶报表，资料比较少，我做一个简单的分享，给和我一样的新手 提供更多的便利。   首先，我是尝试用JAVA JSP 去访问的。   官方API：http://devlibrary.businessobjects.com/BusinessObjectsxi/en/en/BOE_SDK/boesdk_ja
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    假如目前的系统有100台机器，能够支撑每天1亿的点击量（这个就简单比喻一下），然后系统流量剧变了要，我如何应对，系统有那些策略可以处理，这里总结了一下之前的一些做法。 1、水平扩展 这个最容易理解，加机器，这样的话对于系统刚刚开始的伸缩性设计要求比较高，能够非常灵活的添加机器，来应对流量的变化。 2、系统分组 假如系统服务的业务不同，有优先级高的，有优先级低的，那就让不同的业务调用提前分组
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    前言 做了一个磁力链接和BT种子的搜索引擎 {Magnet & Torrent}，因此把 DHT 协议重新看了一遍。 BEP: 5Title: DHT ProtocolVersion: 3dec52cb3ae103ce22358e3894b31cad47a6f22bLast-Modified: Tue Apr 2 16:51:45 2013 -070
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    关联规则挖掘用于寻找给定数据集中项之间的有趣的关联或相关关系。 关联规则揭示了数据项间的未知的依赖关系，根据所挖掘的关联关系，可以从一个数据对象的信息来推断另一个数据对象的信息。 例如购物篮分析。牛奶 ⇒ 面包 [支持度：3%，置信度：40%] 支持度3%：意味3%顾客同时购买牛奶和面包。 置信度40%：意味购买牛奶的顾客40%也购买面包。 规则的支持度和置信度是两个规则兴
  • Spring 5.0 的系统需求，期待你的反馈 wiselyman spring
                   Spring 5.0将在2016年发布。Spring5.0将支持JDK 9。          Spring 5.0的特性计划还在工作中，请保持关注，所以作者希望从使用者得到关于Spring 5.0系统需求方面的反馈。  
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