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计算机体系结构分类
体系结构类型 | 结构 | 关键特性 | 代表 |
---|---|---|---|
单指令流单数据流SISD | 控制部分:一个 处理 器:一个 主存模块:一个 |
单处理器系统 |
|
单指令流多数据流SIMD | 控制部分:一个 处理器:多个 主存模块:多个 |
各处理器以异步的形式执行同一条指令 | 并行处理机 阵列处理机 超级向量处理机 |
多指令流单数据流MISD | 控制部分:多个 处理器:一个 主存模块:多个 |
被证明不可能,至少是不实际 | 目前没有,有文献称流水线计机为此类 |
多指令多数据流MIMD |
控制部分:多个 处理器:多个 主存模块:多个 |
能够实现作业、任务、指令各级全面并行 |
多处理机系多计算机 |
CISC与RISC
批令系统类型 | 指令 | 寻址方式 | 实现方式 | 其它 |
---|---|---|---|---|
CISC(复杂) | 数量多,使用频率差别大,可变长格式 | 支持多种 | 微程序控制技术(微码) | 研制周期长 |
RISC(精简) | 数量少,使用频率接近,定长格式,大部分为单周期指令,操作寄存器,中有Load/Store操作内存 | 支持方式 少 | 增加了能用寄存器;适合采用流水线 | 优化编译,有效支持高级语言 |
层次化存储结构
Cache - 概念
Cache的功能:提高CPU数据输入输出的速率,突破冯·诺依曼瓶颈即CPU与存储系统间数据传关带宽限制。
在计算机的存储系统体系,Cache是访问速度最快的层次。
使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理
如果以h代表Cache的访问命中率,t1表表Cache的周期时间,t2表示主存储器周期时,以读操作为例,使用“Cache+主存储器”的统平均周期为t3.则:其中(1-h)又称为失效率(未命中率)
局部性原理
时间局部性
空间局部性
工作集理论:工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合
int i,s = 0
for (i=1;i<1000;i++){
for(i=i;j<1000;j++){
s+=j;
}
}
printf("结果为:%d",s)
主存-分类
只读存储器 | 随机存取存储器 |
MROM(Mask ROM, 掩模式ROM) | DRAM(Dynamic RAM,动态RAM)- SDRAM |
RPOM(Rrogramable ROM,一次可编程 ROM) | SRAM(Static RAM,静态) |
EROM(Erasable PROM,可擦除的PROM) | |
闪速存储器(flash memory,闪存) |
主存-编址
答案:B A
磁盘结构与参数
存取时间 = 寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)
注意:寻道时间是指磁头移动到磁道所需的时间:等待时间为等待读写的扇区转到磁头下方所用的时间。
答案:C B