补充资料：处理机体系结构

处理机体系结构
processor architecture

ehulijl tix一J一egou处理机体系结构(p~sor architectu代)从汇编语言程序设计员的角度所看到的处理机的内部功能结构。 计算机体系结构可分为两个层次:一是处理机级的;二是计算机系统级的。后者不仅包括处理机，还包括存储器与外围设备。处理机体系结构一般包含计算机的运算器、控制器以及汇编语言程序员所用到的寄存器。 处理机体系结构的基本组成 处理机体系结构是围绕着计算机指令系统的执行来设计的。一条典型指令的执行包括以下阶段:取指令、指令译码、计算存放操作数的有效地址、取操作数、执行指令所规定的操作以及送回操作结果。不同的指令在各个阶段的操作不同，控制不同指令的不同操作是处理机中控制器的职能。执行指令的算术运算或逻辑操作的部件是处理机的运算器。在处理机中暂时存放指令、控制字、源操作数、中间结果和最后结果的是处理机中的寄存器。控制器、运算器和寄存器是构成处理机体系结构的基本部件。新型的处理机体系结构还包括流水线、指令发射与调度机制、片上高速缓冲存储器、存储管理机制、协处理器和转移预测机制等。 处理机体系结构的发展历程 (1)微程序控制器和复杂指令集计算机 在计算机发展初期，处理机采用硬连线控制器。 自从60年代中期美国IBM公司推出IBM360系列 机以来，要求处理机体系结构能满足软件的向上兼 容性，即在低档机上开发的软件应在同一系列中的处·77·高档机中二进制兼容，作为控制指令执行的核心—控制器必须满足这一要求。此外，由于当时的中央处理机已采用双极型半导体器件，工作速度较快，而存储器仍然以磁芯为基础，存取周期较长，为中央处理机工作周期的几倍(一般为5倍左右)。这样，以微程序技术为基础的控制器(参见徽程序控制器)是很合理的选择，它曾经在处理机中沿用了二十多年。微程序控制器中的微存储器也采用了较快的器件，如磁膜和半导体器件。因其容量比主存储器的容量小得多，采用较昂贵但快速的器件是合算的。这种微存储器的周期与中央处理机的工作节拍相吻合，允许中央处理机1拍执行1条微指令。主存储器周期(即访问主存储器所需的时间)等于若干个(5到8个)微周期，而1条指令的执行也正好二由若干条微指令组成。因此，在当时的计算机工艺条件下，处理机的控制器采用微程序技术是和工艺条件相匹配的。同时，微程序技术又容易满足软件向上兼容性的要求。微存储器是控制部件的“核”，如果在同一系列中，要设计指令系统功能更强的高档机，只要把这个“核”扩充就可以了。

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