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(1)顺序方式。顺序方式是指各条机器指令之间顺序串行地执行,执行完一条指令后才取下一条指令,而且每条机器指令内部的各个微操作也是顺序串行地执行。这种方式的优点是控制简单;缺点是速度上不去,机器各部件的利用率低。
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(2)重叠方式。重叠方式是指在解释第x条指令的操作完成之前,就可开始解释第x+i条指令。通常采用的是一次重叠,即在任何时候,指令分析部件和指令执行部件都只有相邻两条指令在重叠解释。这种方式的优点是速度有所提高,控制也不太复杂;缺点是会出现冲突、转移和相关等问题,在设计时必须想办法解决。
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(3)流水方式。流水技术是把并行性或并发性嵌入到计算机系统里的一种形式,它把重复的顺序处理过程分解为若干子过程,每个子过程能在专用的独立模块上有效地并发工作,如下图所示。
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在概念上,"流水"可以看成是"重叠"的延伸。差别仅在于"一次重叠"只是把一条指令解释分解为两个子过程,而"流水"则是分解为更多的子过程。
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吞吐率是指单位时间里流水线处理机流出的结果数。对指令而言,就是单位时间里执行的指令数。如果流水线的子过程所用时间不一样,则吞吐率p应为最长子过程的倒数,即
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流水线开始工作,须经过一定时间才能达到最大吞吐率,这就是建立时间。若m个子过程所用时间一样,均为△t0,则建立时间T0=m△t0。
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