系统架构师考试笔记之计算机组成与体系结构

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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

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