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Hardware and Virtual Machines

本主题涵盖处理器架构（RISC vs CISC）、流水线技术（pipelining）、并行处理（parallel processing）和虚拟机（virtual machines）。

处理器架构（Processor Architecture）​

  • RISC (Reduced Instruction Set Computer)：指令数量少且简单，每条指令在一个时钟周期内完成
  • CISC (Complex Instruction Set Computer)：指令数量多且复杂，一条指令可能需要多个时钟周期

流水线（Pipelining）​

将指令执行分为多个重叠的阶段，提高 CPU 吞吐量。典型阶段：IF（取指令）、ID（译码）、OF（取操作数）、IE（执行）、WB（写回）

并行处理（Parallel Processing）​

  • Flynn's Taxonomy：SISD、SIMD、MISD、MIMD
  • 大规模并行计算机（Massively Parallel Computers）

虚拟机（Virtual Machines）​

  • 虚拟机监视器（Hypervisor / VMM）
  • 宿主机（Host OS）和客户机（Guest OS）