guanyubo - 博客园

2025年9月15日

摘要：目录一、时钟：流水线的同步心跳二、公共流水段：为何IF和ID无需“特殊关照”1. 取指阶段（IF）：无差别的读取2. 译码阶段（ID）：标准化的解析三、控制信号的诞生：时机决定一切四、控制信号为谁而生？总结：标准化与个性化的分工在我们深入探索CPU流水线的精妙世界时，一个看似反直觉的现象值得关注：阅读全文

posted @ 2025-09-15 21:57 guanyubo 阅读(63) 评论(0) 推荐(0)

二十二、流水线CPU的神经脉络：详解控制信号的产生、保存与传递

摘要：目录一、核心挑战：多指令的并行交响曲二、解决方案：提前生成与“随指令流动”1. 产生：在译码阶段（ID）一次性生成所有“说明书”2. 保存与传递：流水段寄存器——控制信号的“护航舰队”三、这种机制的优势与意义总结你是否曾好奇，现代CPU的流水线如同一条高效运转的装配线，如何确保每条指令在正确的工位阅读全文

posted @ 2025-09-15 21:55 guanyubo 阅读(84) 评论(0) 推荐(0)

2025年9月13日

二十一、流水线的冒险与处理

摘要：目录总览：冒险的类型1. 结构冒险 (Structural Hazard)2. 数据冒险 (Data Hazard)3. 控制冒险 (Control Hazard)总结表流水线的冒险（Hazard）是破坏流水线顺畅执行，导致流水线不得不停顿（Stall）或清空（Flush）的主要因素。处理这些冒险阅读全文

posted @ 2025-09-13 23:04 guanyubo 阅读(374) 评论(0) 推荐(0)

二十、指令流水线的基本实现

摘要：目录一、设计原则 (Design Principles)二、逻辑结构 (Logical Structure)三、时空图表示 (Space-Time Diagram Representation)总结一、设计原则 (Design Principles) 流水线的设计遵循几个核心原则，以确保其正确性和阅读全文

posted @ 2025-09-13 22:33 guanyubo 阅读(101) 评论(0) 推荐(0)

十九、指令流水线的基本概念

摘要：目录一、核心思想：类比工厂装配线二、一个经典的5级流水线模型（RISC）三、流水线的可视化：时空图四、流水线的优势五、流水线的挑战： hazards（冒险/冲突）总结指令流水线是一个计算机体系结构中的核心概念，旨在提高处理器的效率和吞吐率。一、核心思想：类比工厂装配线想象一下汽车装配厂。如果整阅读全文

posted @ 2025-09-13 21:53 guanyubo 阅读(97) 评论(0) 推荐(0)

十八、CPU的控制流：正常控制流和异常控制流

摘要：目录一、什么是控制流？二、正常控制流三、异常控制流四、正常控制流 vs. 异常控制流总结与重要性一、什么是控制流？控制流指的是程序计数器（PC或EIP/RIP）随时间变化的序列。简单来说，就是CPU执行指令的顺序。从你按下电源键开始，CPU就在不停地取指令、执行指令，PC寄存器的值决定了下一条阅读全文

posted @ 2025-09-13 14:15 guanyubo 阅读(57) 评论(0) 推荐(0)

十七、异常和中断响应过程的时序图

摘要：目录时序图步骤详解：阶段 1: 事件发生与检测阶段 2: 硬件自动响应（纯硬件操作）阶段 3: 软件处理（操作系统内核）阶段 4: 硬件返回（纯硬件操作）这是一个描述异常和中断响应过程的时序图。它清晰地展示了硬件（CPU）和软件（操作系统）之间如何协同完成整个响应和处理流程。 sequenceDi 阅读全文

posted @ 2025-09-13 13:59 guanyubo 阅读(96) 评论(0) 推荐(0)

十六、异常和中断的响应过程

摘要：目录第一阶段：硬件自动响应（CPU负责）第二阶段：软件处理（操作系统负责）第三阶段：硬件返回（CPU负责）总结特点异常和中断的响应过程是计算机系统最核心的机制之一。这个过程是硬件和操作系统紧密协同的结果，其设计目标是高效、透明地处理突发事件，并能够正确返回到被打断的地方。虽然不同架构的CPU在细阅读全文

posted @ 2025-09-13 13:58 guanyubo 阅读(414) 评论(0) 推荐(0)

十五、异常和中断事件的初始检测、识别和处理

摘要：目录硬件的作用：检测与通知软件的作用：识别与处理一个生动的类比：火灾报警系统结论异常和中断事件的【初始检测】是由硬件完成的，但它们的【识别和处理】则需要软硬件协同合作。下面我来详细解释一下这个过程中的分工：硬件的作用：检测与通知硬件（主要是CPU）负责最基础、最底层的检测和发起工作。这个过程阅读全文

posted @ 2025-09-13 13:44 guanyubo 阅读(68) 评论(0) 推荐(0)

十四、异常和中断的分类

摘要：目录一、中断的分类1. 可屏蔽中断2. 不可屏蔽中断二、异常的分类1. 故障2. 陷阱3. 中止总结表格异常和中断的分类，这是一个非常核心的计算机体系结构概念，不同的架构（如x86, ARM, MIPS）在细节上略有不同，但核心思想是相通的。下图从来源和目的的角度，清晰地展示了异常与中断的整体分阅读全文

posted @ 2025-09-13 13:39 guanyubo 阅读(182) 评论(0) 推荐(0)

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