两种CPU体系结构
精简指令集和复杂指令集的区别
精简指令集和复杂指令集的区别RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)是当前CPU的两种。
它们的区别在于不同的CPU设计理念和⽅法。
CPU架构是⼚商给属于同⼀系列的CPU产品定的⼀个规范，主要⽬的是为了区分不同类型CPU的重要标⽰早期的CPU全部是CISC架构，它的设计⽬的是要⽤最少的机器语⾔指令来完成所需的计算任务。
⽐如对于乘法运算，在CISC架构的CPU 上，您可能需要这样⼀条指令：MUL ADDRA, ADDRB就可以将ADDRA和ADDRB中的数相乘并将结果储存在ADDRA中。
将ADDRA, ADDRB中的数据读⼊寄存器，相乘和将结果写回内存的操作全部依赖于CPU中设计的逻辑来实现。
这种架构会增加CPU结构的复杂性和对CPU⼯艺的要求，但对于编译器的开发⼗分有利。
⽐如上⾯的例⼦，C程序中的a*=b就可以直接编译为⼀条乘法指令。
今天只有Intel及其兼容CPU还在使⽤CISC架构。
RISC架构要求软件来指定各个操作步骤。
上⾯的例⼦如果要在RISC架构上实现，将ADDRA, ADDRB中的数据读⼊寄存器，相乘和将结果写回内存的操作都必须由软件来实现，⽐如：MOV A, ADDRA; MOV B, ADDRB; MUL A, B; STR ADDRA, A。
这种架构可以降低CPU的复杂性以及允许在同样的⼯艺⽔平下⽣产出功能更强⼤的CPU，但对于编译器的设计有更⾼的要求。
复杂指令集计算机(CISC) 长期来，计算机性能的提⾼往往是通过增加硬件的复杂性来获得．随着集成电路技术．特别是VLSI（超⼤规模集成电路）技术的迅速发展，为了软件编程⽅便和提⾼程序的运⾏速度，硬件⼯程师采⽤的办法是不断增加可实现复杂功能的指令和多种灵活的编址⽅式．甚⾄某些指令可⽀持⾼级语⾔语句归类后的复杂操作．⾄使硬件越来越复杂，造价也相应提⾼．为实现复杂操作，微处理器除向程序员提供类似各种寄存器和机器指令功能外．还通过存于只读存贮器(ROM)中的微程序来实现其极强的功能，傲处理在分析每⼀条指令之后执⾏⼀系列初级指令运算来完成所需的功能，这种设计的型式被称为复杂指令集计算机(Complex Instruction Set Computer-CISC)结构．⼀般CISC计算机所含的指令数⽬⾄少300条以上，有的甚⾄超过500条．精简指令集计算机(RISC) 采⽤复杂指令系统的计算机有着较强的处理⾼级语⾔的能⼒．这对提⾼计算机的性能是有益的．当计算机的设计沿着这条道路发展时．有些⼈没有随波逐流．他们回过头去看⼀看过去⾛过的道路，开始怀疑这种传统的做法：IBM公司没在纽约Yorktown的JhomasI.Wason研究中⼼于1975年组织⼒量研究指令系统的合理性问题．因为当时已感到，⽇趋庞杂的指令系统不但不易实现．⽽且还可能降低系统性能．1979年以帕特逊教授为⾸的⼀批科学家也开始在美国加册⼤学伯克莱分校开展这⼀研究．结果表明，CISC存在许多缺点．⾸先．在这种计算机中．各种指令的使⽤率相差悬殊：⼀个典型程序的运算过程所使⽤的80％指令．只占⼀个处理器指令系统的20％．事实上最频繁使⽤的指令是取、存和加这些最简单的指令．这样-来，长期致⼒于复杂指令系统的设计，实际上是在设计⼀种难得在实践中⽤得上的指令系统的处理器．同时．复杂的指令系统必然带来结构的复杂性．这不但增加了设计的时间与成本还容易造成设计失误．此外．尽管VLSI技术现在已达到很⾼的⽔平，但也很难把CISC的全部硬件做在⼀个芯⽚上，这也妨碍单⽚计算机的发展．在CISC中，许多复杂指令需要极复杂的操作，这类指令多数是某种⾼级语⾔的直接翻版，因⽽通⽤性差．由于采⽤⼆级的微码执⾏⽅式，它也降低那些被频繁调⽤的简单指令系统的运⾏速度．因⽽．针对CISC的这些弊病．帕特逊等⼈提出了精简指令的设想即指令系统应当只包含那些使⽤频率很⾼的少量指令．并提供⼀些必要的指令以⽀持操作系统和⾼级语⾔．按照这个原则发展⽽成的计算机被称为精简指令集计算机(Reduced Instruction Set Computer-RISC)结构．简称RISC．CISC与RISC的区别 我们经常谈论有关"PC"与"Macintosh"的话题，但是⼜有多少⼈知道以Intel公司X86为核⼼的PC系列正是基于CISC体系结构，⽽ Apple 公司的Macintosh则是基于RISC体系结构，CISC与RISC到底有何区别？ 从硬件⾓度来看CISC处理的是不等长指令集，它必须对不等长指令进⾏分割，因此在执⾏单⼀指令的时候需要进⾏较多的处理⼯作。
计算机体系结构与组织
计算机体系结构与组织计算机体系结构是计算机硬件和软件结合的基本结构，而计算机组织是指如何将计算机系统的硬件组织起来，以实现特定的功能和性能要求。
本文将介绍计算机体系结构和组织的基本概念、重要性以及它们对计算机性能的影响。
一、计算机体系结构的概念和类型1.1 计算机体系结构的概念计算机体系结构是指计算机硬件和软件的结合，包括指令集、数据表示、指令格式、寻址方式等。
它定义了计算机系统的基本结构和功能，并规定了计算机硬件和软件之间的接口和交互方式。
1.2 计算机体系结构的类型计算机体系结构可分为精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC）两种类型。
RISC体系结构使用较少的指令，每条指令执行的操作简单，指令的执行速度较快。
而CISC体系结构使用较多的指令，每条指令执行的操作较复杂，指令的执行速度较慢。
二、计算机组织的概念和重要性2.1 计算机组织的概念计算机组织是指如何将计算机的硬件组织起来，包括CPU、存储器、输入输出设备、总线等的安排和连接方式。
它决定了计算机的结构、功能和性能。
2.2 计算机组织的重要性计算机组织对计算机性能的影响非常大。
一个良好的计算机组织可以提高计算机的运行效率，加快数据的传输速度，提高计算的精度和可靠性。
相反，一个组织不合理的计算机系统会导致计算机性能的下降，影响用户的使用体验。
三、计算机体系结构与组织对计算机性能的影响3.1 处理器性能的影响计算机体系结构和组织对CPU的性能有直接影响。
RISC体系结构由于指令简单，可以更快地执行指令，提高CPU的运行速度。
而合理的计算机组织可以提高CPU和存储器的数据传输速率，减少数据的延迟，进一步提高处理器的性能。
3.2 存储器性能的影响计算机体系结构和组织对存储器的性能也有影响。
合理的计算机组织可以提高存储器的访问速度，增加存储器的容量，提高计算机的数据处理能力。
3.3 输入输出性能的影响计算机体系结构和组织对输入输出设备的性能也有影响。
嵌入式实时操作系统试题
嵌⼊式实时操作系统试题1、⽬前使⽤的嵌⼊式操作系统主要有那些？请举出六种常⽤的。
Windwos CE、Windows Mobile、VxWork、Linux、uCos、Symbian、QNX2、⼀般⽽⾔，嵌⼊式系统的架构可以分为4个部分，分别是（处理器）、存储器、输⼊输出和软件，⼀般软件分为（操作系统）和应⽤软件两个主要部分。
3、从嵌⼊式操作系统特点可以将嵌⼊式操作系统分为（实时操作系统）和分时操作系统，其中实时系统可分为（硬实时系统）和软实时系统4、uc/os操作系统不包括以下哪集中状态A、运⾏B、挂起C、退出D、休眠5、0x70&0x11的运算结果是A、0x1B、0x11C、0x17D、0x76、下列哪种⽅式不是ucos操作系统中任务之间的通信⽅式A、信号量B、消息队列C、邮件D、邮箱7、在将ucos操作系统移植到ARM处理器上时，以下那些⽂件不需要修改A、OS_CORE.CB、include.hC、OS_CPU.HD、OSTaskInit设计实时操作系统时，⾸先应该考虑系统的（）。
A．可靠性和灵活性B．实时性和可靠性C．分配性和可靠性D．灵活性和实时性2. ⼤多数嵌⼊式实时操作系统中，为了让操作系统能够在有突发状态时迅速取得控制权，以作出反映，⼤都采⽤（）的功能。
A:抢占式任务调度B:时间⽚轮转调度C:单调速率调度D:FIFO调度8、所有的电⼦设备都属于嵌⼊式设备简单题：1、根据嵌⼊式系统的特点、写出嵌⼊式系统的定义答：以应⽤为中⼼，以计算机技术为基础，软硬件可裁剪、功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专⽤计算机系统2、试分析实时操作系统的⼯作特点及相互之间的转换运⾏：获得CPU的控制权就绪：进⼊任务等待队列，通过调度中转为运⾏状态挂起：由于系统函数调⽤⽽被设置成挂起状态，任务发⽣阻塞，等待系统实时事件的发⽣⽽被唤醒，从⽽转为就绪或运⾏。
休眠：任务完成或者错误被清除的任务，该任务此时不具有任务控制块。
多核CPU体系结构
1.3.2 片上多核处理器体系结构片上多核处理器（Chip Multi-Processor，CMP）就是将多个计算内核集成在一个处理器芯片中，从而提高计算能力。
按计算内核的对等与否，CMP可分为同构多核和异构多核。
计算内核相同，地位对等的称为同构多核，现在Intel和AMD主推的双核处理器，就是同构的双核处理器。
计算内核不同，地位不对等的称为异构多核，异构多核多采用“主处理核+协处理核”的设计，IBM、索尼和东芝等联手设计推出的Cell处理器正是这种异构架构的典范。
处理核本身的结构，关系到整个芯片的面积、功耗和性能。
怎样继承和发展传统处理器的成果，直接影响多核的性能和实现周期。
同时，根据Amdahl定理，程序的加速比受制于串行部分的比例和性能，所以，从理论上来看似乎异构微处理器的结构具有更好的性能。
CMP处理器的各CPU核心执行的程序之间需要进行数据的共享与同步，因此其硬件结构必须支持核间通信。
高效的通信机制是CMP处理器高性能的重要保障，目前比较主流的片上高效通信机制有两种，一种是基于总线共享的Cache结构，一种是基于片上的互连结构。
总线共享Cache结构是指每个CPU内核拥有共享的二级或三级Cache，用于保存比较常用的数据，并通过连接核心的总线进行通信。
这种系统的优点是结构简单，通信速度高，缺点是基于总线的结构可扩展性较差。
基于片上互连的结构是指每个CPU核心具有独立的处理单元和Cache，各个CPU核心通过交叉开关或片上网络等方式连接在一起。
各个CPU核心间通过消息通信。
这种结构的优点是可扩展性好，数据带宽有保证；缺点是硬件结构复杂，且软件改动较大。
如何有效地利用多核技术，对于多核平台上的应用程序员来说是个首要问题。
客户端应用程序开发者多年来一直停留在单线程世界，生产所谓的“顺序软件”，但是多核时代到来的结果是软件开发者必须找出新的开发软件的方法，选择程序执行模型。
程序执行模型的适用性决定多核处理器能否以最低的代价提供最高的性能。
【基础知识】IntelCPU体系结构x86是什么意思
【基础知识】IntelCPU体系结构x86是什么意思看了《计算机系统结构》、《深⼊理解计算机系统》、《⼤话处理器》等经典书籍，也在google上搜了⼀⼤堆资料，前前后后、断断续续的折腾了⼀个多⽉，终于想通了，现在把⾃⼰的思想⼼得记录下来，希望对有这⽅⾯困惑的朋友有些帮助。
本⽂主要关注以下⼏个问题。
什么是CPU的流⽔线？为什么需要流⽔线？为什么需要内存屏障？在只有单个Core的CPU中是否还需要内存屏障？什么是乱序执⾏？分为⼏种？MOB和ROB是⼲什么的？load buffer和store buffer的功能是什么？x86和arm、power中的memory model有什么区别？MESI主要是做什么的？meldown漏洞的原理是什么？⼀、CPU指令的执⾏过程⼏乎所有的冯·诺伊曼型计算机的 CPU，其⼯作都可以分为 5 个阶段：取指令、指令译码、执⾏指令、访存取数、结果写回。
图1 CPU指令的执⾏阶段1．取指令阶段取指令（Instruction Fetch，IF）阶段是将⼀条指令从主存中取到指令寄存器的过程。
程序计数器 PC 中的数值，⽤来指⽰当前指令在主存中的位置。
当⼀条指令被取出后，PC 中的数值将根据指令字长度⽽⾃动递增：若为单字长指令，则(PC)+1->PC；若为双字长指令，则(PC)+2->PC，依此类推。
2．指令译码阶段取出指令后，计算机⽴即进⼊指令译码（Instruction Decode，ID）阶段。
在指令译码阶段，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进⾏拆分和解释，识别区分出不同的指令类别以及各种获取操作数的⽅法。
在组合逻辑控制的计算机中，指令译码器对不同的指令操作码产⽣不同的控制电位，以形成不同的微操作序列；在微程序控制的计算机中，指令译码器⽤指令操作码来找到执⾏该指令的微程序的⼊⼝，并从此⼊⼝开始执⾏。
在传统的设计⾥，CPU中负责指令译码的部分是⽆法改变的。
微处理器的体系结构
兼容性
针对系列计算机 要求所有机种间能够保持向上兼容和向后兼容 向上兼容：为某个档次机种编制的软件能够不加修 改地运行在比它高档的机种上 向后兼容：为某个时期生产的机种编制的软件能够 不加修改地运行在它之后生产的机种上 Pentium微处理器的运行模式：实模式、保护模式
兼容性 针对（软件）体系结构，非硬件实现
1000：1234 0100：ABCD
计算机体系结构是程序员所看到的系统的一些属性： 概念性的结构和功能上的表现，这些属性既不同于数 据流和控制的组织，也不同于逻辑设计和物理实现。
Amdahl,1964
计算机体系结构是连接硬件和软件的一门学科，它研 究的内容不但涉及计算机硬件，也涉及计算机软件。
计算机体系结构与计算机组成
区别在于关心的问题不同： •计算机体系结构关心的是怎样合理地进行软硬 件功能分配，为软件人员提供适用的计算机 •计算机组成关心的是怎样合理地实现分配给硬 件的功能和指标，提高性能价格比
第二章 Pentium微处理器的体系结构
2.1 计算机体系结构的含义 2.2 Pentium微处理器的内部结构 2.3 实模式软件体系结构 2.4 保护模式软件体系结构 2.5 浮点部件软件体系结构
2.1 计算机体系结构的含义
计算机体系结构 = computer architecture (计算机系统结构)
简单指令：完全由硬件执行而无需任何微码控制， 在一个时钟周期内执行的指令
•mov reg, reg/mem/imm •mov mem,reg/imm •alu reg, reg/mem/imm •alu mem, reg/imm •inc reg/mem •dec reg/mem •push reg/mem •pop reg •lea reg, mem •jmp/call/jcc near •nop
体系结构写回策略和直写
体系结构写回策略和直写随着计算机技术的不断发展，CPU的性能不断提高，访存速度成为了限制其运行速度的瓶颈。
体系结构中的写回策略和直写成为了解决这一问题的重要手段。
在分析体系结构中的写回策略和直写之前，我们需要先了解一些计算机体系结构的基础知识。
计算机体系结构可以划分为CISC和RISC。
CISC即复杂指令集计算机，其指令集非常丰富，可以一条指令实现多个操作。
而RISC即精简指令集计算机，其指令比较简单，每条指令只能执行一个操作。
对于两种体系结构的CPU来说，其读写速度的优劣也有所不同。
在CPU访问存储器中，有两种方法可以进行数据的读写操作，即直写和写回策略。
直写指CPU每次访问存储器都会写入新数据。
直写的优点是实时性好，数据及时更新，能够很快地反映出存储器中数据的最新状态。
但是，直写数据量大，频繁的I/O操作降低了CPU的运行效率。
写回策略是指CPU先将新数据缓存到Cache中，等到Cache满了或者CPU访问存储器时再进行一次性写入操作。
写回策略的优点在于能够大大减少I/O操作，从而提高CPU运行效率。
但是，数据的实时性会受到影响。
因为新数据并没有实时写入存储器，所以在某些特殊情况下，Cache中的数据可能并不完全准确，在这种情况下就需要使用写回机制使Cache数据与存储器中的数据同步。
当然，在实际的系统设计中，写回策略和直写都有各自的运用场景。
对于需要实时更新数据的场景来说，直写是最好的选择；而对于需要频繁读取但更新操作比较少的场景来说，则应使用写回策略。
总之，写回策略和直写代表了两种不同的存储器访问方式，在不同的场景下具有各自的优点和缺点。
因此，在进行系统体系结构设计时，应根据实际情况灵活地选择和运用这两种策略，以提高CPU的运行效率和系统的整体性能。
指令集与架构
指令集与架构复杂指令集与精简指令集两种主要的计算机处理器体系结构：CISC（Complex Instruction Set Computer,复杂指令集计算机）RISC（Reduced Instruction Set Computer,精简指令集计算机）CISC（复杂指令集）即冯·诺依曼结构（普林斯顿结构），指令与数据存储在同⼀存储器中；采⽤CISC结构的处理器，指令线与数据线分时复⽤；程序指令存储地址与数据存储地址指向同⼀个存储器的不同物理位置，则程序指令和数据的宽度相同；取指令与取数据不能同时进⾏，速度受限；Intel 8051、Motorola MC68xxx、Atmel AT89通俗理解：我们要命令⼀个⼈吃饭，那么我们应该怎么命令呢？我们可以直接对他下达“吃饭”的命令，也可以命令他“先拿勺⼦，然后舀起⼀勺饭，然后张嘴，然后送到嘴⾥，最后咽下去”。
从这⾥可以看到，对于命令别⼈做事这样⼀件事情，不同的⼈有不同的理解，有⼈认为，如果我⾸先给接受命令的⼈以⾜够的训练，让他掌握各种复杂技能（即在硬件中实现对应的复杂功能），那么以后就可以⽤⾮常简单的命令让他去做很复杂的事情——⽐如只要说⼀句“吃饭”，他就会吃饭。
RISC（精简指令集）即哈佛结构，指令与数据存储于两个不同的存储空间；程序存储器与数据存储器相互独⽴，独⽴编址，独⽴访问；分离的程序总线与数据总线在⼀个机器周期中，可同时获得指令字和操作数，提⾼执⾏效率；取指令和取数据同时进⾏，且⼀般指令线宽与数据线，可包含更多的处理信息；Motorola/IBM PowerPC、Atmel AVR、Microchip PIC、ARM通俗理解：有⼈认为这样吃饭整套流程会让事情变的太复杂，毕竟接受命令的⼈要做的事情很复杂，如果你这时候想让他吃菜怎么办？难道继续训练他吃菜的⽅法？我们为什么不可以把事情分为许多⾮常基本的步骤，这样只需要接受命令的⼈懂得很少的基本技能，就可以完成同样的⼯作，⽆⾮是下达命令的⼈稍微累⼀点——⽐如现在我要他吃菜，只需要把刚刚吃饭命令⾥的“舀起⼀勺饭”改成“舀起⼀勺菜”。
计算机体系结构的基础知识
计算机体系结构的基础知识计算机体系结构是计算机科学的核心概念之一，它描述了计算机硬件和软件之间的关系，以及数据在计算机中的处理方式。
本文将介绍计算机体系结构的基础知识，包括计算机硬件组成、指令集架构和存储体系结构等方面。
一、计算机硬件组成计算机硬件是构成计算机体系结构的基本组成部分，主要包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备和存储设备等。
中央处理器是计算机的核心，负责执行指令和进行数据处理。
内存是计算机的临时存储器，用于存放程序和数据。
输入输出设备用于和外部环境进行数据交互。
存储设备用于长期保存程序和数据。
二、指令集架构（ISA）指令集架构是计算机硬件和软件之间的接口规范，定义了硬件对软件提供的指令集。
指令集架构分为两种类型：复杂指令集计算机（CISC）和精简指令集计算机（RISC）。
CISC架构的指令集较为复杂，一条指令可以完成多个操作，而RISC架构的指令集较为简单，每条指令只能完成一个操作。
三、存储体系结构存储体系结构是指计算机中用于存储程序和数据的组织方式。
常见的存储体系结构包括冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。
冯·诺依曼体系结构将指令和数据存储在同一个存储器中，而哈佛体系结构则将指令和数据分开存储在不同的存储器中。
四、并行处理并行处理是指同时进行多个任务或操作的计算方式，可以提高计算机的处理能力。
常见的并行处理方式包括向量处理、多处理器和多核处理器等。
向量处理将一组数据作为一个向量进行操作，多处理器同时执行不同的任务，而多核处理器则将多个处理器集成在一个芯片上。
五、存储器层次结构存储器层次结构描述了不同速度和容量的存储器之间的关系，从高速缓存到主存再到辅助存储器。
高速缓存是位于CPU内部的小容量、速度较快的存储器，主要用于缓存CPU频繁使用的数据和指令。
主存是存放程序和数据的主要存储器，辅助存储器是存放大容量数据和程序的外部存储器。
六、总线结构总线结构是计算机中用于数据传输的通信系统，将不同组件之间的数据进行传送。
多核处理器体系结构分析
多核技术的优势
多核处理器体系结构分析
多核的并行运行
多核处理器体系结构分析
在每个核中，线程是并发的
多核处理器体系结构分析
多核与多处理器的比较
多处理器：两个或两个以上的CPU及主板上 的多个CPU插槽
多核处理器：一颗CPU搭载两个核芯，即1 die 2 cores ，即在一个单晶硅上集成了多个 核芯
多核处理器体系结构分析
多核与多处理器的比两个较处理器
• 两个分开的芯片通过外在系统总 线连接
• 需要外在软件支持 • 更多的热量消耗
双核
■ 两个核在一个芯片内直接连接 ■ 多线程和多进程自动并行处理 ■ 热量消耗增加的很少 ■ 封装成本降低
多核处理器体系结构分析
多核与超线程的比较
超线程：Hyper-Threading Technology HT是Intel对SMT的实现，在最近的P4和Xeon处
多核处理器体系结构分析
AMD双核
多核处理器体系结构分析
AMD四核酷龙
Large shared L3 cache shares data between cores efficiently while helping reduce latency to main memory
Dedicated L1 and L2 cache per core helps performance of virtualized environments and large databases by reducing cache pollution associated with a shared L2 cache
但近年来，通过这些技术并未获得更好的性能 能量和存储延时问题，已经成为提高单线程性能的障
cpu调研报告(通用3篇)
cpu调研报告（通用3篇）cpu调研报告篇1cpu调研报告篇1第一章 CPU的种类CPU有多种分类方法: 1.1按CPU的生产厂家分按CPU的生产厂家分，CPU可分为：Intel CPU、AMD CPU等。
1. 2按CPU的接口分按CPU的接口分，Intel系列分为：Socket 7、Socket 370、Socket 478、Socket T(LGA 775)等接口;AMD系列分为：Socket 7、Socket A(462)、Socket 754、Socket 940、Socket 939等接口。
1.3 按标称速度分 CPU的主频：即CPU内核工作的时钟频率。
CPU的主频CPU实际的运算能力并没有直接关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集，CPU的位数等等)。
但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。
同一型号CPU按照标称频率又分为不同档次，如Pentium 4有2.0GHz，2.4GHz，3.2GHz等;Athlon XP有2200+，2800+，3200+等;Athlon 64有3200+，3800+，4000+等。
1.4 按CPU的内核分同一档次的CPU，按其制造内核技术的不同，又分为多种类型或版本。
不同的内核采用不同的制造技术，将直接影响到CPU的性能。
CPU 制作工艺：通常我们所说的CPU的“制作工艺”指得是在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。
通常其生产的精度以纳米来计量。
在集成电路中通称为线宽，线宽是指芯片上的最基本功能单元——门电路的宽度，因为实际上门电路之间连线的宽度同门电路的宽度相同，所以线宽可以描述制造工艺。
制作工艺越先进，在同样的材料中可以制造更多的电子元件，连接线也越细，CPU的集成度越高，CPU的功耗也越小。
例如，Pentium 4有Willamette、Northwood、Northwood m制造工艺。
体系结构 RISC, CISC, x86, ARM, MIPS
体系结构: RISC, CISC, x86, ARM, MIPS硬件体系结构（Architecture）软件操作系统（Operating System）一、RISC与CISC1.CISC（Complex Instruction SetComputer,复杂指令集计算机）复杂指令集（CISC，Complex Instruction Set Computer）是一种微处理器指令集架构（ISA），每个指令可执行若干低阶操作，诸如从内存读取、储存、和计算操作，全部集于单一指令之中。
CISC特点：1.指令系统庞大，指令功能复杂，指令格式、寻址方式多；2.绝大多数指令需多个机器周期完成；3.各种指令都可访问存储器；4.采用微程序控制；5.有专用寄存器，少量；6.难以用优化编译技术生成高效的目标代码程序；在CISC指令集的各种指令中，大约有20%的指令会被反复使用，占整个程序代码的80%。
而余下的80%的指令却不经常使用，在程序设计中只占20%。
2.RISC（reduced instruction setcomputer，精简指令集计算机）精简指令集这种设计思路对指令数目和寻址方式都做了精简，使其实现更容易，指令并行执行程度更好，编译器的效率更高。
它能够以更快的速度执行操作。
这种设计思路最早的产生缘自于有人发现，尽管传统处理器设计了许多特性让代码编写更加便捷，但这些复杂特性需要几个指令周期才能实现，并且常常不被运行程序所采用。
此外，处理器和主内存之间运行速度的差别也变得越来越大。
在这些因素促使下，出现了一系列新技术，使处理器的指令得以流水执行，同时降低处理器访问内存的次数。
实际上在后来的发展中，RISC与CISC在竞争的过程中相互学习，现在的RISC指令集也达到数百条，运行周期也不再固定。
虽然如此，RISC设计的根本原则——针对流水线化的处理器优化—0—没有改变，而且还在遵循这种原则的基础上发展出RISC的一个并行化变种VLIW（包括Intel EPIC），就是将简短而长度统一的精简指令组合出超长指令，每次执行一条超长指令，等于并行执行多条短指令。
多核与众核处理器体系结构研究与优化
多核与众核处理器体系结构研究与优化随着计算机技术的飞速发展，人们对处理器的要求越来越高。
与此同时，计算机体系结构也逐渐从单核走向了多核和众核。
多核和众核处理器相较于传统单核处理器，能够实现更高的计算性能和更强的并行处理能力。
本文将从多核和众核处理器的发展历程、体系结构以及优化方案三个方面进行探讨。
一、多核和众核处理器的发展历程多核和众核处理器不是一夜之间诞生的，它们经历了一段漫长的发展历程。
早在20世纪70年代，就有人开始提出多核和众核的概念。
但当时的硬件技术水平限制了其发展。
直到20世纪90年代，随着硬件技术的飞速发展，多核和众核处理器才得以大规模应用并逐渐成为主流。
2005年，Intel公司发布了第一款双核处理器Pentium D。
此后，各大芯片厂商纷纷推出了多核处理器产品。
如今，已经出现了拥有上百个核心的众核处理器，比如Xilinx的Zynq UltraScale+ MPSoC，它拥有了8个ARM A53核心，以及一个ARM R5F核心。
二、多核和众核处理器的体系结构多核和众核处理器的体系结构是由CPU核心数量、核心之间的通信方式以及共享的硬件资源三个因素组成。
1. CPU核心数量多核处理器指在单个芯片上集成了多个CPU核心。
而众核处理器则是指在单个芯片上集成了大量的CPU核心。
单个CPU核心无法满足处理器的需求，多个CPU核心可以同时执行多个任务，提高处理效率。
众核处理器更是可以同时执行大量的任务，加速计算过程。
2. 核心之间的通信方式多核和众核处理器的核心之间通过共享内存或者消息传递两种方式进行通信。
共享内存是指所有核心之间共享同一块物理内存，这样每个核心都可以直接读取和修改共享内存，因此共享内存方式的数据共享效率高，但会产生竞争、锁等问题。
消息传递则是指各个核心之间通过消息队列等方式传递数据，在核心之间不共享数据，避免了共享内存产生的问题。
3. 共享的硬件资源多核和众核处理器中的各个核心之间共享硬件资源，比如CPU缓存、总线带宽、内存带宽等。
略谈cpu架构种类
略谈cpu架构种类⼀直对x86/i386/i686/x86_64这些东西感觉很不清楚，查些资料，解决部分问题，⼩记⼀番。
Question1:什么是x86?x86或80x86是英特尔Intel⾸先开发制造的⼀种微处理器体系结构的泛称。
该系列较早期的处理器名称是以数字来表⽰,并以”86”作为结尾,包括Intel 8086/80186/80286/80386/80486/80586/80686等,因此其架构被称为”x86”。
这些体系结构都可以称为IA-32(Intel Architecture, 32bit)。
i686也是32位的cpu。
由于数字并不能作为注册商标，因此Intel及其竞争者均在新⼀代处理器使⽤可注册的名称,如Pentium。
解释：Pentium是英特尔的第五代宏内核x86架构之微处理器，Pentium本应命名为80586或i586。
i686是Pentium II及以后的。
Question2:什么是x86_64?⾸先，这是⼀种64位的cpu体系结构。
Intel早在1990年代就与惠普合作提出了⼀种⽤在安腾系列处理器中的独⽴的64位架构,这种架构被称为IA-64(Intel Architecture, 64bit)。
IA-64是⼀种崭新的体系结构,和x86架构完全没有相似性；2003年AMD对于IA-32架构发展了64位的扩充,并命名为AMD64(有时也被称作x86-64,x64或EM64T),推出了 Opteron处理器家族,开创了x86的64位时代。
这种体系结构被英特尔称之为”Intel 64”。
注意IA-64与x86_64完全不同。
再附加⼀段：“x86-64”,有时会简称为”x64”,是64位微处理器架构及其相应指令集的⼀种,也是Intel x86架构的延伸产品。
”x64”最先由AMD设计,推出时被称为”AMD64”,其后也为英特尔所采⽤,现时英特尔称之为”Intel 64”,在之前曾使⽤过Clackamas Technology (CT)/IA-32e及EM64T。
关于冯诺依曼型体系结构的计算机五大部件
关于冯诺依曼型体系结构的计算机五大部件计算机是当代信息化社会最为重要的工具之一，而冯诺依曼型体系结构是计算机体系结构设计中的一种经典模型，也是目前计算机体系结构的基石。
冯诺依曼型体系结构的基本框架由计算机五大部件组成，这五大部件分别是中央处理器（CPU）、存储器（Memory）、输入设备（Input）、输出设备（Output）和控制器（Control Unit），下面将逐一进行讲解。
第一部分：中央处理器（CPU）中央处理器，简称CPU，是冯诺依曼计算机的核心部件。
它是负责执行指令、控制数据流、进行算术和逻辑运算的芯片。
一般而言，CPU由控制单元和运算单元两个主要部分组成。
控制单元负责对程序流程的控制，而运算单元则负责算术和逻辑操作。
第二部分：存储器（Memory）存储器是计算机中用于存放数据和程序的部件，也是计算机五大部件之一。
在冯诺依曼型体系结构中，存储器可以分为内存储器和外存储器两种。
内存储器是指内部存储器，它由随机访问存储器（RAM）和只读存储器（ROM）两种组成。
而外存储器则是指外部设备，如硬盘、光盘等。
第三部分：输入设备（Input）输入设备是指用于将信息输入到计算机中的各种设备，如键盘、鼠标、扫描仪等。
这些设备可以将用户的操作或外界的信息转化为计算机能够处理的数据。
第四部分：输出设备（Output）输出设备是指将计算机处理后的数据通过各种形式展示给用户或输出到外部设备中的装置，如显示器、打印机、音箱等。
它们可以将计算机处理后的结果传递给用户或外界的其他设备。
第五部分：控制器（Control Unit）控制器是CPU中的一个单元，它负责控制和协调计算机的工作流程。
控制器通过读取存储器中的指令并按照指令依次执行，从而完成各种任务。
控制器还可以控制数据的输入输出，并根据需要修改存储器中的数据。
综上所述，中央处理器、存储器、输入设备、输出设备和控制器是计算机五大部件，也是冯诺依曼型体系结构的核心组成部分。
计算机体系结构
计算机体系结构计算机体系结构计算机体系结构，也称为计算机架构，是指计算机硬件和系统软件相互关联的总体结构。
它涉及到计算机的逻辑、数据传输、存储、控制部件、操作系统及与其通信的各种应用程序等方面内容。
计算机体系结构的设计目标是提供最高效的计算机工作方式，使计算机系统在硬件和软件层面上相互协调、稳定运行。
计算机体系结构包括硬件和软件两个层面。
硬件部分包括中央处理器(CPU)、存储器、输入输出(I/O)系统、总线、控制器等组成部分。
软件部分包括操作系统、编程语言、应用程序等。
CPU是计算机体系结构的主要组成部分。
它是计算机的核心，有时也被称为“计算机大脑”。
CPU的任务是执行电子计算机的指令集。
指令集是指可用于计算机指令的集合。
CPU的速度与计算机系统的运行速度有着密切的关系。
CPU的速度越快，计算机系统的运行速度越快。
存储器是计算机的另一重要组成部分。
存储器分为内存和外存两种。
内存是指高速缓存RAM，用于存放CPU正在运行的程序和数据。
外存则是指硬盘等外部设备，在计算机运行程序和处理数据时，需要将其从存储器中读入内存，处理完后再将处理结果存回外存。
输入输出(I/O)系统是指计算机与外部设备之间进行数据交互的部分。
它包括各种输入设备和输出设备，如键盘、鼠标、打印机、扫描仪等。
计算机通过I/O系统与各种外部设备进行交互，实现输入输出功能。
总线是计算机体系结构中的另一个关键部分，它是计算机内部各个组成部件之间传递数据和控制信息的管道。
总线包括地址总线、控制总线和数据总线。
地址总线用来传递指令和数据的地址；控制总线用来传递各种控制信号，如时钟信号、中断信号等；数据总线用来传递各种数据。
控制器是计算机体系结构的另一个重要组成部分，它用来控制计算机各个部件的运行和通信。
控制器负责管理CPU、存储器、I/O系统和总线之间的信息流。
操作系统是计算机体系结构中的主要软件部分之一。
操作系统负责管理计算机的各种资源，如CPU时间、内存空间、输入输出设备等。
智能电视CPU对比A73、A53、A17、A15、A7、A9谁更好
智能电视CPU对⽐A73、A53、A17、A15、A7、A9谁更好智能电视CPU⼤对⽐！A73、A53、A17、A15、A7、A9谁更好？在如今这个电⼦产品泛滥的年代，仅仅靠品牌或是外观已经不⾜以辨别产品的优劣，其内置的处理器⾃然也就成为了分辨产品是否⾼端的标准之⼀。
那么我们今天就不妨好好了解⼀下近⼏年来电⼦产品中较为主流的RAM处理器进⾏对⽐。
在这之前让我们先简单认识⼀下处理器的架构。
所谓处理器架构是CPU⼚商给属于同⼀系列的CPU产品定的⼀个规范，主要⽬的是为了区分不同类型CPU的重要标⽰。
⽬前市⾯上的CPU指令集分类主要分有两⼤阵营，⼀个是intel、AMD为⾸的复杂指令集CPU，另⼀个是以IBM、ARM为⾸的精简指令集CPU。
不同品牌的CPU，其产品的架构也不相同，例如，Intel、AMD的CPU是X86架构的，⽽IBM公司的CPU是PowerPC架构，ARM公司是ARM架构。
下⾯我们将详细了解近年来ARM公司发布的数款A系列处理器。
ARM公司的Cortex-A系列处理器适⽤于具有⾼计算要求、运⾏丰富操作系统以及提供交互媒体和图形体验的应⽤领域。
Cortex-A73 这是ARM 2016年发布的最新A系列处理器，Cortex-A73⽀持全尺⼨ARMv8-A构架，ARMv8-A是ARM公司的⾸款⽀持64位指令集的处理器架构，包括ARM TrustZone技术、NEON、虚拟化和加密技术。
所以⽆论是32位还是64位，Cortex-A73都可以提供适应性最强的移动应⽤⽣态开发环境。
Cortex-A73包括128位 AMBR 4 ACE接⼝和ARM 的big.LITTLE系统⼀体化接⼝，采⽤了⽬前最先进的10nm技术制造，可以提供⽐Cortex-A72⾼出30%的持续处理能⼒，⾮常适合移动设备和消费级设备使⽤。
预计今年晚些时候到2017年，Cortex-A73处理器将会逐渐覆盖到我们合作伙伴的⾼端智能⼿机、平板电脑、翻盖式移动设备、数字电视等⼀系列消费电⼦设备。
CPU的三大架构——numasmpmpp
CPU的三⼤架构——numasmpmpp
SMP 模式
SMP模式将多个处理器与⼀个集中的存储器相连。
在SMP模式下，所有处理器都可以访问同⼀个系统物理存储器，这就意味着SMP系统只运⾏操作系统的⼀个拷贝。
因此SMP系统有时也被称为⼀致存储器访问（UMA）结构体系，⼀致性意指⽆论在什么时候，处理器只能为内存的每个数据保持或共享唯⼀⼀个数值。
很显然，SMP的缺点是可伸缩性有限，因为在存储器接⼝达到饱和的时候，增加处理器并不能获得更⾼的性能。
MPP 模式
⼀种分布式存储器模式，能够将更多的处理器纳⼊⼀个系统的存储器。
⼀个分布式存储器模式具有多个节点，每个节点都有⾃⼰的存储器，可以配置为SMP模式，也可以配置为⾮SMP模式。
单个的节点相互连接起来就形成了⼀个总系统。
MPP体系结构对硬件开发商颇具吸引⼒，因为它们出现的问题⽐较容易解决，开发成本⽐较低。
由于没有硬件⽀持共享内存或⾼速缓存⼀致性的问题，所以⽐较容易实现⼤量处理器的连接。
NUMA 模式
也采⽤了分布式存储器模式，不同的是所有节点中的处理器都可以访问全部的系统物理存储器。
然⽽，每个处理器访问本节点内的存储器所需要的时间，可能⽐访问某些远程节点内的存储器所花的时间要少得多。
换句话说，也就是访问存储器的时间是不⼀致的，这也就是这种模式之所以被称为“NUMA”的原因。
简⽽⾔之，NUMA既保持了SMP模式单⼀操作系统拷贝、简便的应⽤程序编程模式以及易于管理的特点，⼜继承了MPP模式的可扩充性，可以有效地扩充系统的规模。
这也正是NUMA的优势所在。
CPU原理和PC体系结构
CPU原理和PC体系结构CPU（中央处理器）是计算机系统中的核心组件，负责执行各种计算和处理任务。
它是由多个逻辑单元组成，包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）和寄存器。
CPU的功能主要分为两部分：指令周期和执行周期。
指令周期是指CPU根据指令寄存器中的指令来执行一条指令的整个流程，包括取指令、解码指令和执行指令三个阶段。
执行周期是指CPU根据指令执行的具体操作，如加减乘除等。
PC体系结构是指个人计算机（PC）的硬件组件之间的关系和运作方式。
它主要包括CPU、内存、硬盘、显卡、音乐卡、输入输出设备等。
下面将逐一介绍这些组件的作用和相互之间的关系。
CPU：作为计算机的“大脑”，负责处理和执行各种指令。
CPU速度决定了计算机的运行速度和性能。
内存：存储计算机运行时所需的数据和指令。
内存分为主存和辅助存储器，主存主要是指RAM（随机访问内存），而辅助存储器则是指硬盘、光驱等。
硬盘：用于长期存储数据和文件的设备。
硬盘是计算机上最重要的存储设备之一，可以存储大量的数据和文件。
显卡：负责计算机图形显示的设备。
显卡是计算机上用于显示图像和视频的关键组件，它将CPU处理后的图像信号转化为显示在屏幕上的图像。
音频卡：负责计算机音频播放的设备。
音频卡可以将计算机中的数字音频信号转化为模拟音频信号，供扬声器或耳机播放。
输入输出设备：主要包括键盘、鼠标、打印机、扫描仪等。
键盘和鼠标用于输入指令和数据，打印机和扫描仪则用于输出和输入文件。
PC体系结构中，这些硬件组件通过总线进行连接和通信。
总线是一组物理线路，用于在各个硬件组件之间传输数据和指令。
总线分为三种不同的类型：数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地址总线用于传输指令和数据的内存地址，而控制总线用于传输控制信号，控制各个硬件组件的工作。
整个PC体系结构的工作原理是，CPU通过总线向内存请求指定地址的数据或指令，然后将这些数据和指令加载到寄存器中。
cpu 运行原理
cpu 运行原理
CPU是计算机的核心部件之一，其运行原理是计算机体系结构的基石。
CPU的功能是解释和执行指令，以实现计算机的各种操作。
它包括控制单元和算术逻辑单元两部分，其中控制单元负责控制指令的流程，而算术逻辑单元则负责执行算术运算和逻辑运算。
CPU的运行原理可以分为两个基本阶段：取指令和执行指令。
首先，CPU从主存中读取指令，这个过程由控制单元完成。
然后，控制单元解码指令，确定需要执行的操作，并将指令发送到算术逻辑单元。
算术逻辑单元执行操作，并将结果存储回主存或寄存器中。
CPU的性能主要由两个方面决定：时钟频率和指令集。
时钟频率指CPU每秒钟执行的操作次数，一般以GHz为单位。
指令集是CPU可以执行的所有指令的集合，不同的CPU有不同的指令集。
指令集的复杂度和数量会影响CPU的性能和功耗，因此厂商会在指令集的设计上进行优化。
总之，CPU的运行原理是计算机体系结构的基础，其性能和功耗与时钟频率和指令集等因素密切相关。
了解CPU的运行原理可以帮助人们更好地理解计算机体系结构和优化计算机的使用。
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哈佛结构和冯诺依曼结构的区别
1、哈佛结构
(英语：Harvard architecture)是一种将程序指令储存和数据储存分开的存储器结构。
中央处理器首先到程序指令储存器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据储存器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。
程序指令储存和数据储存分开，数据和指令的储存可以同时进行，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。
哈佛结构的微处理器通常具有较高的执行效率。
其程序指令和数据指令分开组织和储存的，执行时可以预先读取下一条指令。
目前使用哈佛结构的中央处理器和微控制器有很多，除了上面提到的Microchip公司的PIC系列芯片，还有摩托罗拉公司的MC68系列、Zilog公司的Z8系列、ATMEL公司的A VR系列和安谋公司的ARM9、ARM10和ARM11。
2、冯·诺伊曼结构
（V on Neumann architecture），也称普林斯顿结构，是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的电脑设计概念结构。
本词描述的是一种实作通用图灵机的计算装置，以及一种相对于平行计算的序列式结构参考模型（referential model）。
本结构隐约指导了将储存装置与中央处理器分开的概念，因此依本结构设计出的计算机又称储存程式型电脑。
最早的计算机器仅内涵固定用途的程式。
现代的某些计算机依然维持这样的设计方式，通常是为了简化或教育目的。
例如一个计算器仅有固定的数学计算程式，它不能拿来当作文书处理软件，更不能拿来玩游戏。
若想要改变此机器的程式，你必须更改线路、更改结构甚至重新设计此机器。
当然最早的计算机并没有设计的那个可编程化。
当时所谓的“重写程式”很可能指的是纸笔设计程式步骤，接着制订工程细节，再施工将机器的电路配线或结构改变。
而储存程式型电脑的概念改变了这一切。
借由创造一组指令集结构，并将所谓的运算转化成一串程式指令的执行细节，让此机器更有弹性。
借着将指令当成一种特别型态的静态资料，一台储存程式型电脑可轻易改变其程式，并在程控下改变其运算内容。
冯·诺伊曼结构与储存程式型电脑是互相通用的名词，其用法将于下述。
而哈佛结构则是一种将程式资料与普通资料分开储存的设计概念,但
是它并未完全突破冯.诺伊曼架构。
储存程式型概念也可让程式执行时自我修改程式的运算内容。
本概念的设计动机之一就是可让程式自行增加内容或改变程式指令的内存位置，因为早期的设计都要使用者手动修改。
但随着索引暂存器与间接位置存取变成硬件结构的必备机制后，本功能就不如以往重要了。
而程式自我修改这项特色也被现代程式设计所弃扬，因为它会造成理解与除错的难度，且现代中央处理器的管线与快取机制会让此功能效率降低。
从整体而言，将指令当成资料的概念使得组合语言、编译器与其他自动编程工具得以实现；可以用这些“自动编程的程式”，以人类较易理解的方式编写程式[1]；从局部来看，强调I/O的机器，例如Bitblt，想要修改画面上的图样，以往是认为若没有客制化硬件就办不到。
但之后显示这些功能可以借由“执行中编译”技术而有效达到。
此结构当然有所缺陷，除了下列将述的冯·诺伊曼瓶颈之外，修改程式很可能是非常具伤害性的，无论无意或设计错误。
在一个简单的储存程式型电脑上，一个设计不良的程式可能会伤害自己、其他程式甚或是操作系统，导致当机。
缓冲区溢位就是一个典型例子。
而创造或更改其他程式的能力也导致了恶意软件的出现。
利用缓冲区溢位，一个恶意程式可以覆盖呼叫堆栈（Call stack）并覆写程式码，并且修改其他程式档案以造成连锁破坏。
内存保护机制及其他形式的存取控制可以保护意外或恶意的程式码更动。