计算机组成原理读后感.docx

《数字设计与计算机体系结构》读后感 本学期我们开设了《计算机组成原理》，学习了这门课后，学到了很多有用的东西，我感觉自己对计算机有了更深的的了解，在老师的大力推荐下，我参考阅读了《数字设计与计算机体系结构》，虽然我只读了其中的部分章节，但是我将两本书上的内容对比起来学习， 比如计算机内部CPU 的指令流水部分，理解起来更加容易，收获不少。 下面我将主要阐述我对计算机内部CPU 的指令流水线的理解。为了提高访存速度，一方面要提高存储芯片的性能，另一方面可以从体系结构上进行改进。我们主要是从后者入手，改进系统的结构，开发系统的并行性。采用流水线技术后，并没有加速单条指令的执行，每条指令的操作步骤一个也不能少，只是多条指令的不同操作步骤同时执行，因而从总体上看加快了指令流速度，缩短了程序执行时间。指令流水线，类似于工厂的装配线，装配线利用了产品在装配的不同阶段其装配过程不同这一特点，使不同产品处于不同的装配段上，每个装配段同时对不同产品进行加工，这样可以大大提高装配效率。 经典的 mips 五拍流水线一般由五段组成，它们分别是取指令 （IF）、指令译码/读寄存器（ID）、执行/访存有效地址计算（EX）、存储器访问（MEM）、结果写回寄存器（WB），不同的指令在各流水段是不同的。J 型指令没有最后两个环节。R 型指令和 I 型指令则是取指令，PC 加 1，计算地址。 要是流水线具有良好的性能，必须要设法使流水线能畅通流动， 做到充分流水，不发生断流。但是流水过程中通常会出现三种相关， 使流水线不断流实现起来很困难，这三种相关是结构相关、数据相关和控制相关。 有时候普通流水线并不能适应更高时钟频率的要求，这就需要将流水线提档，增加流水线的深度（级数），当流水线深度在 5~6 级以上时，通常称为超流水线结构（Super Pipeline）。显然，流水线级数越多，每级所花的时间越短，时钟周期就可以设计的越短，指令速度越快，指令平均执行时间也就越短。 《数字设计与计算机体系结构》采用了一种独特的现代数字设计方法，先介绍数字逻辑门，接着讲述组合电路和时序电路的设计，并以这些基本的数字逻辑设计概念为基础，重点介绍如何设计实际的MIPS 处理器。另外，在全书的实例中运用Verilog 和VHDL 展示基于CAD 的电路设计方法和技术。通过本书，读者能够构建自己的微处理器，并能够自顶向下地理解微处理器的工作原理。 这本书突出计算机体系结构的工程特点，而且内容还反映了当前数字电路设计的主流方法。集成电路是发展最快的领域，一个合格的数字电路设计工程师必须能掌握当前主流的数字电路设计方法和工 具。数字逻辑与计算机体系融合。计算机硬件体系自身应该是完整的， 数字逻辑是微处理器的设计基础，而微处理器又为数字逻辑提供了广阔的应用和设计空间。