Flynn分类法:

根据指令流和控制流的不同组合,分为SISD、SIMD、MISD、MIMD
计算机指令由操作码和操作数(地址码)组成
指令执行过程:取值-分析-执行

指令系统:

CISC:复杂指令系统。
指令:数量多,使用频率差异大,可变长格式。
寻址方式:支持多种
实现方式:微程序控制(微码)
其他:研制周期长
RISC:精简指令系统
指令:数量少,使用频率接近,定长格式,多为单周期指令
寻找方式:支持少
实现方式:增加了通用寄存器,硬布线逻辑控制为主,适合采用流水线
其他:优化编译,有效支持高级语言

指令流水线

流水线周期:指令分成不同执行段,执行时间最长的段是流水线周期
执行时间:1条指令总执行时间+(总指令条数-1)*流水线周期
吞吐率:总指令条数/执行时间
加速比:不使用流水线总执行时间/使用流水线总执行时间
超标量流水线技术:常规流水线度为1,每个阶段只执行1个部分。度大于1,相当于多条流水线并行执行。指令条数=指令条数/度

存储系统

局部性原理:
时间局部性:相邻的时间里会访问同一个数据项
空间局部性:相邻的空间地址会被连续访问
高速缓存Cache:
CPU工作时送出的是主存单元地址,而应该从Cache中读写信息,这就需要将主存地址转换为Cache存储器地址,这种地址转换称为地址映射,由硬件自动完成映射
映射方式:
直接映射:发生冲突概率高
全相连映射:不容易发生冲突
组组相连映射:两者结合,组间直接映射,组内全相连映射