软考中级网络工程师考试之计算机组成与结构02day
计算机组成和中央处理器1.计算机的组成系统2.中央处理器（1）CPU的功能(2)CPU的组成3.流水线技术（1）流水线技术概述（2）流水线处理机的主要指标计算机组成和中央处理器
1.计算机的组成系统
我们在学计算机组成原理的这门课时了解到计算机主要由五大系统部分组成：中央处理（CPU）、存储系统、指令系统、总线系统、I/O系统，下面是这五大部件的相互关系图：
图1.1
注：其中连接各部分的箭头便是系统总线
下图是计算机硬件的五大部件的组成，其中为了加快主存与CPU之间的读取速度，在两者之间增加一个高速缓存器（图中为标出）
注：由于在软考中对这一部分的考察相对较简单，大多考察相关的基本知识点和常识，所以我们大概了解各个部分的基本功能和作用即可，下面是各个部分的相关知识的总结，
2.中央处理器
（1）CPU的功能
1）程序控制：CPUt通过执行指令来控制程序的执行顺序。
号并将其送往不同的部件,控制相应部件的操作。
2)操作控制:一条指令功能的实现需要若干操作信号来完成,CPU产生每条指令的操作信号号并将其送往不同的部件,控制相应部件的操作。
3)时序控制:CPU通过时序电路产生的时钟信号进行定时,以控制各种操作核指定时序 . 4)数据处理:完成对数据的加工处理。
(2)CPU的组成
3.流水线技术
（1）流水线技术概述
技术流水线(Pipeline)是一种将指全公解为多个小步骤,并让几条不同指令的各个操作步骤重意, 从而实现几条指令并行处理以加速程庄运行速度的技术.因为计算机中的一个指令可以分解成多个小步骤,如取指令、译码、预行等。在 CPU 内部,取指令、译码和执行都是由不同的部件来完成的。因此在理想的运行状态下,尽管单条指令的执行时间没有减少,但是由多个不同部件同时工作, 同一时间执行指令的不同步骤，从而使总执行时间极大的减少。从而极大的提高CUP的运行效率。
（2）流水线处理机的主要指标
假设我们把执行一条指令的过程分为三个部分为：
1）取指令：从内存中取出指令
2）译码指令：将指令翻译，指出要执行的操作
3）执行指令;实现具体要做的工作并得出结果
则用流水线技术操作时的流程时间图如图
我们将执行每一个操作的时间设为操作时间分别是△ti,(i=1,2,∵n)
从公式（4）中的出总时间主要取决于流水线步骤中时间最长的哪一个步骤，也就是该流水线的操作周期
例题：
某四级指令流水线分别完成取指、取数、运算、保存结果四步操作。若完成上述操作的时间依次为8 ns、9ns、4ns、8ns,则该流水线的操作周期应至少为()ns
解析：流水线技术平均时间取决于流水线中最慢的操作，所以流水线的操作周期应设计为时间最长的步骤的时间,则应该是9ns
