第1章 コンピュータの構成とアーキテクチャ

ソフトテスト「アーキテクト」

第1章 コンピュータの構成とアーキテクチャ

1. 複雑命令セット方式と縮小命令セット方式

|命令方式の種類|命令|アドレッシング方式|実装方式|その他
|CISC(複合)|大量、使用頻度の差が大きい、可変長形式|マルチサポート|マイクロプログラム制御技術|長い開発サイクル|
RISC(簡易)|数が多く、使用頻度に近い、固定長形式、ほとんどがシングルサイクル命令、レジスタ操作はロード/ストアのみ|サポート方法が少ない|汎用レジスタの追加、主にハードワイヤードロジックコントロール; パイプライン|最適化されたコンパイルに適しており、高水準言語を効果的にサポートします

由于RISC处理器指令简单、采用硬布线控制逻辑、处理能力强、速度快、世界上绝大部分UNIX工作站和服务器厂商均采用RISC芯片作CPU用。

2. 記憶システム

分级存储体系中,速度快的存储器,单位价格高,而速度慢的存储器,单位价格低,所以利用分级方式,能得到很好的性价比。

采用该存储器芯片需要构成8FFFFH-84000H+1 = C000H的空间且内存按照字节(8bit)编码,需要的容量是C000H*8bit。
C000H*8bit=49152*8bit=48*1024*8bit = 48K*8bit,一片存储芯片的容量是8K*4bit,两者相除得12。

读取一个连续数据需要的时间包括磁道移动时间、旋转延迟时间和传输时间三个部分,总时间花费为(10*10)+100+2=202ms,因此读取一个100块文件需要的时间为202*100=20200ms。

cache的性能是计算机系统性能的重要方面。命中率是cache的一个重要指标,但不是最主要的指标。cache设计的主要目标是在成本允许的情况下达到较高的命中率,使存储系统具有最短的平均访问时间。cache的命中率和cache容量的关系是:cache容量越大,则命中率越高,随着容量的增加,其失效率接近0%(命中率接近100%)。但是,增加cache容量意味着增加cache的成本和增加cache的命中时间。

操作系统是逻辑上的第一层软件,是对硬件系统功能的首次扩充。它在计算机系统中占据重要的特殊的地位,其他系统软件属于第二层,如编辑程序、汇编程序、编译程序和数据库管理系统等系统软件;大量的应用软件属于第三层,例如银行账务查询、股市行情和机票预订系统等。其他系统软件和应用软件都是建立在操作系统基础之上的,并得到它的支持和取得它的服务。从用户角度看,当计算机配置了操作系统后,用户不再直接使用计算机系统硬件,而是利用操作系统所提供的命令和服务去操纵计算机,操纵系统已成为现代计算机系统中必不可少的最重要的系统软件,因此把操作系统看作是用户与计算机直接的接口。

计算机执行程序时,在一个指令周期的过程中,为了能够从内存中读取指令操作码,首先是将程序计数器(PC)的内容送到地址总线上。

CPU访问内存通常是同步方式,CPU与I/O接口交换信息通常是同步方式,CPU与PCI总线交换信息通常是同步方式,I、o接口与打印机交换信息则通常采用基于缓存池的异步方式。

シングルバッファ ディスク
からバッファにデータを入力する時間をT、オペレーティングシステムがバッファ内のデータをユーザー領域に転送する時間をM、CPUがこれを処理する時間をMとする。データはCです。
TとCは並列化できるので、T>Cの場合、各データに対するシステムの処理時間はM+T、それ以外の場合はM+Cとなり、各データに対するシステムの処理時間はMAX(C , T)+M として表されます。

ダブルバッファ
システムがデータのブロックを処理する時間は、おおよそ max(C, T) と考えることができます。

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転載: blog.csdn.net/dulgao/article/details/130384147