前言

内容：

中论

计算机的指令由操作数和操作码组成

计算机指令执行过程：

取指令–>分析指令–>执行指令

指令寻址的方式[指令寻址：下一条欲执行指令的地址（始终由程序计数器PC给出）]

顺序寻址：PC = ( PC ) + 1，1指的是一个指令的字长

跳跃寻址：由转移指令指出 PC 的值

数据寻址（指令操作数）的方式[数据寻址：确定本条指令的地址码指明的真实地址]

==立即寻址==：指令的地址码字段不是地址，而是操作数本身。

==直接寻址==：在指令的地址字段中直接指出操作数在主存的地址。【操作数的地址】

==间接寻址==：指令地址码字段指向的存储单元中存储的是操作数的地址。【操作数的地址的地址】

==寄存器寻址==：地址码是寄存器的编号

基址寻址：基址寄存器的内容机上指令中形式地址而形成操作数的有效地址

变址寻址：变址寄存器的内容机上指令中形式地址而形成操作数的有效地址。

CISC和RISC

CISC：复杂指令系统。由微程序实现。

RISC：简单指令系统。由硬件实现（通用寄存器、硬布线逻辑控制）。==适合采用流水线==

流水线

流水线原理：将指令分成不同段，每段由不同的部分去处理。

RISC的流水线技术

流水线时间计算

流水线周期：执行最长的时间段为流水线周期。

流水线执行时间：一条指令总时间+(总指令数-1)*流水线周期。

流水线吞吐率计算：指令条数/流水线执行时间。

流水线加速比计算：不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间。

两级存储：Cache-主存、主存-辅存（虚拟存储体系）

局部性原理：总的来说，CPU在运行时所访问的数据会趋向于一个较小的局部空间地址内

高速缓存Cache

由控制部分和存储器组成。前者判断是否命中Cache，后者存储数据。
直接与CPU交互，位于CPU和主存之间。
地址映射：CPU传输的是主存单元的地址，不是Cache的地址，所以需要将主存地址转成Cache地址进行判断。==这种转换由硬件自动完成映射==
- 直接映像：将Cache分成等块，主存也分成等块。数据只能放在相同块号的Cache中。地址变换简单，但容易造成资源浪费。
- 全相联映射：主存中任意一块都能与Cache中的任意一块对应。地址变化复杂，最不容易发生块冲突。
- 组组相连映像：前两种的结合。先分块（直接映像）后分组（权向量映像），即主存和Cache中的组号相同才能命中，同一组号内的所有块可以任意调换。
替换算法：是Cache尽可能高的命中
- 随机替换算法
- 先进先出算法（FIFO）
- 近期最少使用算法（LRU）
- 优化替换算法
CPU读取一次数据的平均时间 = Cache命中率×读取Cache时间+未命中率×读取主存时间