课前思考： 　　1． 流水线的工作原理是什么？ 　　2． 都有哪些类型的流水线？ 　　3． 指令的一次与二次重叠执行方式是什么含义。 　　4． 什么是指令流水线？其主要特点是什么？ 　　5． 流水线的性能分析方法？ 　　6． 什么是相关？在指令流水线中主要有哪几种相关？是如何处理这些相关的？ 　　7． 精确断点与非精确断点的含义。 　　8． 超标量超流水线计算机的概念。 学习目标： 　　掌握采用重叠与流水等时间并行技术提高处理机性能的基本工作原理，了解从不同角度对流水线的分类和定义。熟练掌握流水线的性能分析方法以及对数据相关、控制相关和资源相关（冲突）的解决办法。领会超标量、超流水线与超标量超流水线处理机的基本工作原理。 学习指南： 　　具有标量数据表示和标量指令系统的处理机称为标量处理机,它是一种最通用，也是使用最普遍的处理机。 　　根据摩尔定理，处理机的运算速度每5年左右提高一个数量级,因此，处理机设计者的基本任务之一是要缩短指令的执行时间，通常有如下两条途径： 　　1、提高处理机的工作主频。在过去的大部分时间里，主要通过提高工作主频来提高处理机的运算速度。目前，高性能处理机的工作主频已经达到1GHz以上，提高处理机工作主频的速度已经明显减慢。 　　2、采用指令级并行技术。这种技术通过指令的重叠和流水执行方式，提高处理机的性能。指令机并行技术包括三种基本方法，即超标量（Superscalar）、超流水线（Superpipelining）和超长指令字（VLIW：Very Long Instruction Word）技术。目前，前两种技术已经相当成熟，已经研制出了多种高性能的超标量和超流水线处理机，而超长指令字技术还在进一步研究中。 　　本章主要介绍指令流水线的工作原理与相关技术。本章内容是整个课程的重中之重！ 难重点： 　　1、流水线的性能分析及主要参数计算方法， 　　2．数据相关的种类，发生的情况及解决的办法， 　　3、分支预测技术， 　　4、单发射、多发射与先行指令窗口， 　　5、超标量处理机和超流水线处理机的特点及指令执行时序。 知识点： 　　8． 1流水线的基本概念 　　　　8．1．1 基本工作原理 　　　　8．1．2 流水线的表示方法 　　　　8．1．3 流水线的特点 　　8．2 流水线的分类 　　　　8．2．1 线性与非线性流水线 　　　　8．2．2 流水线的级别 　　　　8．2．3单功能与多功能流水线 　　　　8．2．4静态与动态流水线 　　8．3 线性流水线性能分析 　　　　8.3.1 吞吐率 　　　　8.3.2 加速比 　　　　8.3.3 效率 　　　　8.3.4 性能分析示例 　　8．4 相关性分析技术 　　　　8．4．1 数据相关 　　　　8．4．2 控制相关 　　　　8．4．3 条件分支对流水线的影响 　　8．5 分支预测技术 　　　　8．5．1 静态分支预测技术 　　　　8．5．2 动态分支预测技术 　　　　8．5．3 提前形成条件码 　　8. 6 中断断点的处理 　　8．7 乱序流动中的数据相关 　　　　8．7．1 顺序流动与乱序流动 　　　　8．7．2乱序流动中的数据相关 　　　　8．7．3 数据重定向 　　8．8 超标量处理机 　　　　8．8．1 基本结构 　　　　8．8．2 单发射与多发射 　　　　8．8．3 超标量处理机的性能 　　8．9 超流水线处理机 　　　　8．9．1 指令执行时序 　　　　8．9．2 超流水线处理机的性能 　　8．10 超标量超流水线处理机 　　　　8．10．1 指令执行时序 　　　　8．10．2超标量超流水线处理机的性能