4. !Многоступенчатый конвейер.

Выполнение команды можно разделить на два этапа: выборка из основной памяти и собственно выполнение. Известно, что этап выборки занимает сравнительно длительное время. Для его сокращения в 1959 г. При разработке IBM Stretch был предложен принцип выборки с упреждением, согласно которому команды выбираются из памяти заранее и помещаются в буферный регистр. Это происходит, когда процессор не занимает внешнюю шину, связывающую его с основной памятью. При выполнении программы по мере необходимости команды вызываются из буфера, благодаря чему сокращается время их выполнения. Позднее идея конвейеризации получила дальнейшее развитие. При конвейерной технологии выполнение команды разделяется на несколько стадий, или этапов, которые реализуются одновременно соответствующими аппаратными средствами.

Если время выполнения одной команды T секунд, то при отсутствии простоев и ожиданий конвейерный принцип обеспечивает выполнение n/T команд в секунду, где n – число стадий (ступеней) конвейера.

1. Пример

Общий четырёхуровневых конвейер; цветные квадраты символизируют независимые друг от друга инструкции

1. Получение (англ. Fetch)

2. Раскодирование (англ. Decode)

3. Выполнение (англ. Execute)

4. Запись результата (англ. Write-back)

Верхняя серая область — список инструкций, которые предстоит выполнить. Нижняя серая область — список инструкций, которые уже были выполнены. И средняя белая область является самим конвейером.

Выполнение происходит следующим образом:

Цикл	Действия
0	Четыре инструкции ожидают исполнения
1	Зелёная инструкция забирается из памяти
2	Зелёная инструкция раскодируется Фиолетовая инструкция забирается из памяти
3	Зелёная инструкция выполняется (то есть исполняется то действие, которое она кодировала) Фиолетовая инструкция раскодируется Синяя инструкция забирается из памяти
4	Итоги исполнения зелёной инструкции записываются в регистры или в память Фиолетовая инструкция выполняется Синяя инструкция раскодируется Красная инструкция забирается из памяти
5	Зелёная инструкция завершилась Итоги исполнения фиолетовой инструкции записываются в регистры или в память Синяя инструкция выполняется Красная инструкция раскодируется
6	Фиолетовая инструкция завершилась Результаты исполнения синей инструкция записываются в регистры или в память Красная инструкция выполняется
7	Синяя инструкция завершилась Итоги исполнения красной инструкции записываются в регистры или в память
8	Красная инструкция завершилась
9	Все инструкции были выполнены

5. !Организация (адресация) памяти.

Адресация — осуществление ссылки (обращение) к устройству или элементу данных по его адресу; установление соответствия между множеством однотипных объектов и множеством их адресов; метод идентификации местоположения объекта.