1.1.1 计算机硬件的组成
- 运算器
- ALU(算术逻辑单元)
- AC(累加器)
- PSW(程序状态寄存器)
- 控制器
- PC、IR、ID(指令译码器)
- 存储器
- 输入
- 输出
1.1.2 计算机系统结构的分类
- 冯*诺依曼:指令和数据存储合并在一起,指令和数据通过相同的数据总线传输,I3/I5/I7处理器
- 哈佛:将程序和数据存储在不同的存储空间中,一般用于DSP(数字信号处理)
1.1.3 CISC 与 RISC
- CISC( Complex Instruction Set Computer)
- 指令众多、指令使用频率差异大、支持多种寻址方式、变长的指令、指令可以对主存中的数据直接处理、微程序控制为主
- RISC(Reduced Instruction Set Computer)
- 指令数量少、寻址方式少、指令长度固定、以硬布线控制为主、但制定周期执行、优化编译器、CPU中通用寄存器多、
1.1.4 总线
- 总线分类
- 地址总线
- 数据总线
- 控制总线
- 总线宽度
- 总线的线数
- 总线带宽
- 每秒传输的字节数
- = 总线宽度 * 总线频率
- 时钟频率 和 时钟周期的 概念
- 一个总线周期可以是多个时钟周期
1.2 存储器系统
- 存储器的存取方式(typedef)
- 顺序存取 (磁带,共享的读写装置进行数据存取)
- 直接存取 (磁盘,共享的读写装置进行数据存取)
- 随机存取 (主存)
- 相连存取 (读写是取决于内容而非地址,使用xxx相关联的关键字来访问存储器)
1.2.1 主存储器
- 主存
- RAM(Random Access Memory)
- SRAM(一个SRAM单元通常由4-6只晶体管组成)
- DRAM(一个DRAM单元需要1只晶体管组成),
是构成主存的主要部分
- ROM (Read Only Memory),比如BIOS程序。硬盘属于外存,不属于主存。
- Cache
- 寄存器
- RAM(Random Access Memory)
1.2.2 辅助存储器
- 磁盘
- 关键词
- 磁面
- 磁头
- 磁道
- 扇区
- 柱面
- 关键词
- 寻道时间
- 从当前磁道到目标磁道的时间
- 旋转延迟时间
- 等待读写的扇区转到磁头的下方,通常为转半圈的时间
- 传输时间
- 读写当前扇区块数据的时间
- 存取时间:平均寻道时间 + 平均旋转延迟时间
1.2.3 Cache存储器
Cache+主存储器的平均时间 = Cache的命中率 * Cache周期 + (1 - Cache的命中率) * 主存周期
有个题目没搞明白
:1/5的指令需要存取一个操作数的题目???
- 映射机制
- 直接映射
- 区号 + 页号 + 业内地址
- 每个区中的页号都是从0开始
- 主存中的 每个0页只能进到Cache的0页
- 全相联映射
- 页号 + 页内地址
- 页号从0开始一直累加
- 查表耗时
- 组相联映射
- 区号 + 组号 + 组内地址 + 页内地址
- 分析一个区
- 假如只有一组,一组中有若干页,其实就是全相连映射
- 假如有若干组,每组只有一页,其实就是直接映射。
- 直接映射
1.3 流水线
- 流水线周期:取址 + 译码 + 分析
- 理论公式:(T1 + T2 + ... Tn) + (n-1)*t
- 实践公式:K*t + (n - 1) * t
- 超标量流水线,度为m:(T1 + T2 + ... Tn) + ((n/m)-1)*t,其中n/m向上取整。
- 流水线吞吐率:指令条数 / 流水线执行时间
- 流水线加速比:不使用流水线执行时间 / 使用流水线执行时间