中断周期前是什么阶段?中断周期后又是什么阶段?在中断周期,CPU应完成什么操作? 16、什么是系统的并行性?粗粒度并行和细粒度并行有何区别? 17、什么是指令流水?画出指令二级流水和四级流水的示意图,它们中哪一更能提高处理速度,为什么? 18、举例说明流水线中的几种数据相关。
时间: 2023-08-21 20:04:20 浏览: 63
好的,我明白了,让我一条一条回答你的问题:
1. 中断周期前是执行指令阶段,中断周期后是中断响应阶段。在中断周期,CPU应完成保存现场、切换堆栈、执行中断服务程序等操作。
2. 系统的并行性指的是在同一时间内执行多个任务的能力。粗粒度并行是指将一个大任务分割成多个子任务,分别由不同的处理器并行执行;细粒度并行是指在一个任务中,将不同的指令流水在不同的处理器上并行执行。
3. 指令流水是指将一条指令的执行过程分成多个阶段,不同指令的不同阶段可以并行执行。二级流水是将指令分成取指、译码执行两个阶段;四级流水是将指令分成取指、译码、执行、访存四个阶段。四级流水更能提高处理速度,因为将指令分成更多的阶段,可以更充分地利用处理器的资源。
4. 流水线中的数据相关有:数据冒险、控制冒险、结构冒险。数据冒险是指在流水线中使用了未更新的数据,导致结果错误;控制冒险是指在流水线中需要根据结果来决定下一条指令,但是结果还没有计算出来;结构冒险是指在流水线中有多个指令需要使用同一硬件资源,导致资源竞争。为了解决这些问题,可以采用数据前推、分支预测、乱序执行等技术。
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中断周期偏移 是什么意思?
中断周期偏移指的是在CPU执行中断服务程序时,为了把中断服务程序的执行和主程序的执行区分开来,需要设置一个中断周期偏移值,使得CPU在执行中断服务程序时能够正确地访问中断服务程序所在的内存地址空间。具体来说,中断周期偏移值是一个地址偏移量,表示中断服务程序在哪个地址开始执行。当CPU接收到中断请求时,就会跳转到中断服务程序所在的地址,并且加上中断周期偏移值,以确定中断服务程序的起始地址。这样,CPU就能正确地执行中断服务程序,并在执行完毕后返回主程序的执行。
CPU在何时检测有无中断请求,中断响应过程是什么?
在CPU执行指令的过程中,会不断地检测是否有中断请求。当检测到有中断请求时,CPU会立即停止当前正在执行的指令,并将程序计数器PC的值保存到堆栈中,以便在处理完中断后能够回到中断前的程序位置继续执行。然后,CPU会根据中断类型跳转到相应的中断服务程序中,处理中断并执行相应的操作。中断响应的具体过程因不同的CPU架构而异,但基本的流程是相似的。
在中断服务程序执行完毕后,CPU会从堆栈中恢复程序计数器的值,以便回到中断前的程序位置继续执行。这个过程称为中断返回。CPU会在返回中断之前重新启用中断,以确保及时响应可能发生的其他中断请求。