考虑以下代码序列：mul r1, r2, r3; jz zproc; sub r4, r7, r1; : zproc:load r1, x; 在这个例子中，实际执行方向取决于乘法运算的结果。这意味着条件分支后的指令依赖于它。类似地，所有条件控制指令，包括条件分支、调用、跳过等，都会对逻辑上后续的指令产生依赖，这被称为控制依赖。术语“通用程序”指的是编译器、操作系统或非数值应用程序。数据表明，通用程序的跳转比例很高，高达……阅读更多

一种情况，其中一条指令在其执行之前依赖于来自顺序上较早指令的结果。在使用流水线或超标量技术的 高性能处理器中，数据依赖性将导致处理器流水线服务中断，或阻止超标量处理器中指令的并行发出。考虑同一程序的两条指令 ik 和 ii，其中 ik 在 ii 之前。如果 ik 和 ii 有一个公共寄存器或内存操作数，则它们彼此之间存在数据依赖性，除非公共操作数在两条指令中都用作源……阅读更多

ILP 处理器有两种类型的操作：流水线处理器和 VLIW 和超标量处理器。流水线处理器的工作方式类似于装配线，VLIW 和超标量处理器基本上并行运行，利用多个同时工作的执行单元 (EU)，如图所示。在描述流水线处理器的操作原理时，为简单起见，可以将其限制在执行整数、RISC 型、寄存器-寄存器指令的简单流水线处理器上。类似这样的流水线按以下方式运行：指令处理被细分为几个连续的子任务：指令提取 (F)、解码 (D)、执行 (E) 和结果写回 (W)，……阅读更多

冯·诺依曼处理器的演变可以归因于技术进步的两个领域，其标志是时钟频率的提高和处理器的功能演变。功能演变主要通过提高内部操作的并行度、指令的发出和执行来实现。这发生在三个连续的演变阶段，第一个阶段由传统的冯·诺依曼处理器表示，其特征是指令的顺序发出和顺序执行，如图所示。对更高性能的追求促进了并行指令执行的引入。并行执行……阅读更多

在并行计算机架构中利用并行性的两种方法如下：流水线在流水线中，多个功能单元按顺序工作以实现单个计算。这些功能单元形成装配线或流水线。每个功能单元描述计算的特定阶段，每个计算都经过整个流水线。如果只有一个计算要执行，则流水线无法提取任何并行性。但是，当需要多次执行相同的计算时，这些计算可以通过功能单元重叠。假设流水线由 N 个功能单元（阶段）组成，……阅读更多

Flynn 的经典分类法 (Flynn, 1966) 取决于计算机中可用的控制单元数量和多个处理器。Flynn 引入了以下概念：单指令流单指令流意味着架构有一个控制单元生成单个指令流，缩写为单指令 SI。多指令流多指令流意味着架构有多个控制单元，每个控制单元产生不同的指令流，缩写为 MI。单数据流单数据流是指可用的单个处理器将执行单个数据流，缩写为 SD。多数据流在多数据流中，有多个……阅读更多

计算机架构中存在各种类型的并行性，如下所示：可用和已利用的并行性并行性是计算中最重要的主题之一。架构、编译器和操作系统框架已经努力了二十多年来提取和使用尽可能多的可用并行性来加快计算速度。可用和已利用的并行性并行性是计算中最重要的主题之一。架构、编译器和操作系统框架已经努力了二十多年来提取和使用尽可能多的可用并行性来加快计算速度。功能并行性是一种从问题的逻辑中产生的并行性……阅读更多

并发执行它是 N 客户 I 服务器模型的本质行为，其中任何给定时刻都只服务一个客户。该模型具有双重特性。它在较短的时间尺度上是顺序的，但在较长的时间尺度上是并发的。在这种方法中，基本问题是如何调度竞争客户、处理器或线程通过单级（处理器）进行服务（执行）。调度策略可以面向高效服务，就最高吞吐量（最少干预）而言，或面向较短的平均响应时间等。调度策略可以认为涵盖两种方法，第一种方法处理……阅读更多

计算机系统中存在三个不同的抽象层，例如系统级别的具体架构、处理器级别的抽象和具体架构以及微型机器级别的抽象和具体架构。让我们逐一讨论每个级别。计算机系统的具体架构在系统级别，具体架构的表示取决于处理器级别的构建块，包括处理器、内存、总线等。其表示包含构建块的描述、它们之间的交互以及整个系统的服务。该图显示了……阅读更多

双极结型晶体管（BJT）是一种三端器件，由两个pn结组成，这两个pn结是由一对相反类型的半导体材料夹在一个类型的半导体材料之间形成的。BJT的主要功能是增强弱信号，即它充当放大器。BJT也可用于电子电路中的固态开关。BJT类型有两种类型的BJT：NPN型晶体管PNP型晶体管在本文中，我们将详细讨论这两种BJT的工作原理。NPN型晶体管NPN型晶体管由两种N型半导体材料组成，它们……阅读更多