计算机组成原理白中英主编PPT学习教案.pptx

《计算机组成原理》白中英主编的PPT学习教案涵盖了高性能处理机体系结构的演变，主要探讨了IA架构的历史发展以及英特尔64位处理机的两种体系结构——64T（英特尔64）和安腾体系结构。这些内容是深入理解计算机硬件基础的重要知识点。 1. IA32体系结构：这是基于CISC（复杂指令集计算）架构的32位微处理机，以Pentium系列为代表。流水技术是IA32架构的关键，通过将指令执行过程分解为多个阶段，实现指令的并行处理，提高处理器效率。 2. IA64体系结构（64T/英特尔64）：引入了显式并行指令计算（EPIC）技术，与IA32不兼容。IA64采用的是64位的IA64指令集，旨在提高处理机性能，但与传统的IA32指令不兼容，意味着需要新的编译器支持。 3. 安腾体系结构：作为IA64的一种变体，安腾体系结构在设计上结合了CISC和RISC的优势。它既不完全遵循CISC也不完全遵循RISC，而是采用了以下关键设计思想： - 显式并行指令计算（EPIC）：通过编译器在编译阶段分析源代码，找出并行执行的指令，然后将这些信息编码到指令属性中，使处理器在执行时能够直接利用这些信息进行并行化。 - 超长指令字（VLIW）：这种技术允许在一个指令中包含多个操作，优化指令执行，提高处理机内部资源的利用率。 - 分支推断技术：通过预执行可能的分支路径，减少因分支预测错误导致的流水线停顿，提高执行效率。 - 推测技术：控制推测和数据推测，提前执行可能的取数指令，减少内存访问延迟的影响，增强指令并行性。 - 软件流水技术：硬件支持的循环执行优化，允许循环内的指令部分重叠执行，通过寄存器重命名等机制简化编译器的工作，生成更高效的代码。 这些设计思想和技术共同构建了安腾处理器的高性能体系结构，使其能够在处理复杂计算任务时表现出色。通过理解这些概念，读者可以更好地掌握计算机硬件的工作原理，为深入学习操作系统、编译原理和计算机系统设计打下坚实基础。