2017系统架构师考试重点：流水线技术与DMA解析

"2017年系统架构师考试综合版.pdf" 这篇资料是关于2017年系统架构师考试的综合知识部分，主要涉及计算机体系结构和并行处理的相关概念。以下是这些知识点的详细说明： 1. 流水线技术 流水线是一种提高处理器性能的技术，它将指令的执行分解为多个阶段，每个阶段由不同的子部件处理。在这个例子中，指令执行分为取指令、分析指令、取操作数、运算和写回结果五个阶段，每个阶段所需时间为∆t。最大吞吐率是指单位时间内能完成的完整指令数。计算公式为(1/τ)，其中τ是单个指令的平均执行时间。对于无冲突的流水线，最大吞吐率是每个阶段时间的最小值。在这种情况下，最大吞吐率为1/(2∆t + 1∆t + 3∆t + 1∆t + 2∆t) = 1/9∆t，即Δt 1 1。加速比是连续执行n条指令时，使用流水线与不使用流水线的执行时间比。根据题目给出的计算，加速比为5:2。 2. DMA(直接存储器访问) DMA允许外部设备如磁盘驱动器、网络接口卡等直接与主内存交换数据，而无需CPU参与数据传输的过程。这种方式提高了数据传输效率，因为CPU可以同时执行其他任务，而不会被I/O操作阻塞。因此，DMA是在主存与外设之间建立直接数据通路。 3. RISC(精简指令系统计算机) RISC设计原则是简化指令集，以提高处理器性能。其特点包括： - 指令长度固定，通常为一个字节的整数倍，这样可以简化指令解码。 - 指令种类较少，只包含最常用的操作，避免了复杂的指令编码和执行。 - 寻址方式相对简单，减少了解码复杂性，同时也减少了内存访问。 - 增加寄存器数量，以减少对内存的访问，提高速度。 - 采用硬连线逻辑实现指令解码，使得解码更快，降低了处理器周期。 以上知识点对于系统架构师来说非常重要，因为它们涉及到计算机系统的性能优化和资源管理，这些都是系统设计和架构决策的基础。理解这些概念有助于更好地设计和评估各种计算平台的效率。