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架构备战之计算机原理 flynn分类法

来源: 责编: 时间:2023-10-08 10:00:12 223观看
导读1、概念在1966 年,由Michael.J.Flynn 提出根据指令流、数据流的多倍性特征对计算机系统进行分类(通常称为 Flynn 分类法)。指令流:机器执行的指令序列数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果,不包括输出数据

1、概念

在1966 年,由Michael.J.Flynn 提出根据指令流、数据流的多倍性特征对计算机系统进行分类(通常称为 Flynn 分类法)。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • 指令流:机器执行的指令序列
  • 数据流:由指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果,不包括输出数据。

Flynn根据不同的指令-数据流,将计算机系统分为四种。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

了解四种之前我们了解一下指令和数据的英文缩写。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

指令:Instruction,简称:IZrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

数据:Data,简称:DZrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

而计算机中的指令和数据可能存在单个或者多个。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

单个的英文为Single,简称S;Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

多个的英文为multiple,简称:M。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

经过简单的排列组合后得到如下四种。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • SISD(单指令流单数据流)

单条指令处理单条数据。控制器,处理器,主存均只有一个。比如单处理器系统。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • SIMD(单指令流多数据流)
  • 单条指令处理多条数据。一个控制器,多个处理器和主存。比如并行处理机(矩阵处理机),超级向量处理机。
  • MISD(多指令流单数据流)
  • 多条指令处理单条数据。多个控制器,一个处理器和多个主存(已被证实不可能)。例子:目前没有,有文献称流水线计算机为此类
  • MIMD(多指令流多数据库)
  • 多条指令处理多条数据。控制器,处理器,主存均是多个。
  • 能实现作业,任务,指令等全面并行。
  • 例子:多核处理器,多处理机。

2、了解硬件组成

硬件通常就是我们看得见,摸得着的设备。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

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原始的设备是冯•诺依曼(VonNeumann)计算机,它以运算器为核心。发展到现在,以存储器为核心。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • 控制器:是分析和执行指令的部件,也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件,所依据的是机器指令。就是老大,要分配其他小弟干活的。

程序计数器(PC): 存储下一条要执行指令的地址Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

指令寄存器(IR): 存储即将执行的指令Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

指令译码器(ID): 对指令中的操作码字段进行分析解释Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

时序部件: 提供时序控制信号Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

  • 运算器:也称为算术逻辑单元(ArithmeticandLogicUnit, ALU),其主要功是在控制器的控制下完成各种算术运算和逻辑运算。说白了,就是控制器的小弟,专门干活的。
  • 算术逻辑单元 ALU:数据的算术运算和逻辑运算
  • 累加寄存器 AC:为ALU提供一个工作区,用在暂存数据
  • 数据缓冲寄存器 DR:写内存时,暂存指令或数据
  • 状态条件寄存器 PSW:存状态标志与控制标志(有争议:也有将其归为控制器的)
  • 主存储器:也叫内存或者主存。存储当前操作的信息和中间结果,包括机器指令和数据。
  • 辅助存储器:也叫辅存或者外存。需要存储长期保存的信息。
  • 输入设备:比如键盘鼠标等
  • 输出设备:将程序执行结果输出计算机给人或其他设备。比如打印机,数据转换装置等。

3、小结

本此主要了解什么是flynn分类法,并且由flynn分类涉及到的概念,了解什么是运算器和控制器,主存等概念的了解。Zrg28资讯网——每日最新资讯28at.com

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