系统架构师:计算机组成与体系结构

1.冯诺伊曼计算机在结构上以 运算器 为中心,发展到现在,已转向以 存储器 为 中心。

2.计算机硬件结构:控制器、运算器、主存储器、辅助存储器、输入设备、输出设备

3.计算机发展经历了 电子管时代、晶体管时代、集成电路时代

4.指令系统的优化设计向着两个方向发展:复杂指令系统计算机(CISC)精简指令系统计算机(RISC)

5.总线是一组能够为多个部件分时共享的公共信息传送线路。分时是指同一时间只能允许一个部件向总线发送信息。然而,同一时间,允许多个部件接收相同的信息。包括地址总线、数据总线、控制总线。

6.多级存储体系:Cache、主存、辅助存储三级。

7.局部性原理——

        时间局部性:一条指令执行后,不久可能再次被执行),因为程序中存在大量的循环执行;

        空间局部性:程序访问了某一个存储单元后,它附近的存储单元可能也被执行,因为程序一般都是顺序执行。

8.存储器的存储方式:顺序存取、直接存取、随机存取和相联存取四种。

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        顺序存取:对数据的访问必须按照特定的线性顺序。磁带就是顺序存取方式。

        直接存储:使用一个共享的读写装置对所有的数据进行访问,每一个数据块都有唯一的地址标识,读写装置可以直接移动到目的数据块所在位置进行访问。磁盘就是直接存储方式。

        随机存取:存储器的每一个可寻址单元都有自己的唯一的地址和读写装置,系统可以在相同的时间内对任意的存储单元的数据进行访问,而已先前的访问序列无关。主存储器采用随机存取方式。

        相联存取:相联存取也是一种随机存取的形式,但是选择某一单元进行读写是取决于其内容而不是地址。Cache采用相联存取方式。

9.主存分为:随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)

        RAM可读可写,断电后信息无法保存。

        RAM分为:DRAM(动态RAM)和SRAM(静态RAM)

                DRAM:信息会随着时间而逐渐消失,必须定时刷新才能维持信息,密度大,便宜;

                SRAM:只要不断电,信息不会丢失,速度快,电路简单(不需要刷新),容量小,价格高。

        ROM只读不可写,即使断电,信息不会丢失。一般用于存放系统程序BIOS(Basic Input Output System,基本输入输出系统)

10.存储器中每一个单元的位数是相同且固定的,称为存储器编址单位。一般有字编址和字节编址。

       主存一般以字节编址(8位),或者以字为单位(16位,或者32位等)

      例如:主存地址从AC000H到C7FFFH,则共有C7FFFH-AC000H+1=1C000H个地址单元,转换为十进制:1*16^4+12*16^3=114688个地址单元,114688/1024=112KB个地址单元——这里可以把一个地址理解为一位Bit,那么它的地址大小112KB。

      如果该主存地址按字(16bit)编址,一个地址指向一个16位的单元,则该主存一共有112KB *16 位。

      假设该主存由28片存储器芯片构成,已知构成此主存的芯片每片有16KB个存储单元,

那么该芯片每个存储单元存储(112KB*16)/(28*16KB)=4位。

上面的理解思路是:地址空间是逻辑的,它是与存储容量分离的;编址也是逻辑的;存储单元的位数是物理的

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