《深入理解计算机系统》读书笔记（四）处理器体系结构

指令集体系结构（Instruction-Set Architecture，ISA）：一个处理器支持的指令和指令字节级编码

指令的字节编码

第一个字节表明指令的类型：高4位是代码部分，低4位是功能部分

时序电路

时钟寄存器（寄存器） —— 存储单个位或字，时钟信号控制寄存器加载输入值

随机访问存储器（内存） —— 存储多个字

将处理组织成阶段

1、取指 —— 从内存读取指令字节，地址即为PC的值

2、译码 —— 从寄存器文件读入最多两个操作数以及读入指令指明的寄存器

3、执行 —— ALU执行指令指明的操作，计算内存引用的有效值

4、访存 —— 将数据写入内存或者从内存读出数据

5、写回 —— 将结果写到寄存器文件

6、更新PC —— 将PC设置成下一条指令的地址

处理器的时序

处理器的实现包括组合逻辑电路和两种存储设备（时钟寄存器与随机访问存储器）

处理器的原则：从不回读

流水线指令

提高了系统的吞吐量，同时会轻微地增加延迟

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