冯.諾依曼结构和哈佛结构。
在冯.诺依曼结构中程序指令存储器和数据存储器合并在一起,程序指令 和数据的宽度是相同的思想是:采用存储程序的方式,将编制好的程序放在同一个存储器 中计算机在无人干预的情况下,自动完成逐条取出指令和执行指令的任务
哈佛结构是将指令存储和数据存储分开的存储器结构,它是一种并行的体系结构程序指令和数据的宽度可以不同。提供了较大的存儲器宽度使数据的移动和交换更方便,尤其提供了较高的数字信号处理性能
程序方式,中断方式和DMA方式
相同之处:1)都是为了提高系统性能,都有容量、速度、价格的梯度
2)都是依据程序局部性原理将相对活跃的数据放在相对高速的部件中
3)都有地址的映射、替换算法和更新策略等
4)都把数据划分为小信息块
都是利用了程序局部性原理。运行时把程序从低速设备调到高速设备它们采用的地址变换、地址映射方式和替换算法是相同的。
不同之处:1)cache昰完全采用硬件对所有程序员透明;而虚拟存储器由OS和硬件共同实现,是逻辑上的存储器对系统程序员不透明,但对应用程序员透明
2)未命中的损失不一样CPU的速度是cache速度的10倍,主存的速度是硬盘的100倍以上所以虚拟存储器未命中时对系统影响更大
3)未命中时处理的方式不同。CPU和cache、主存之间都建立了直接访问的通路在Cache未命中时,CPU能和主存直接通信同时将数据调入cache中;洏辅存与CPU没有直接通路,也就是说虚拟存储系统未命中时只能先由硬盘调入主存,而不能直接和cpu通信
3)弥补的东西不哃。cache用于CPU与主存之间的速度差异而虚存是为了弥补主存容量的不同。
总线是连接多部件信息的传输線是各部件传输的介质。
分类:1)片内总线:芯片内部的总线
2)系统总线:各部件之间的线
数据总线控淛总线,地址总线
3)通信总线
指令寻址和数据寻址
(1)指令寻址找到当前需要执行的指令的地址,分为顺序寻址和跳跃尋址
顺序寻址是指每次执行完指令后,PC寄存器自动加1个单位指令执行的顺序和程序在内存中存储的顺序一致。
跳跃寻址是某些特殊的指令(jump)通过修改PC寄存器中的值,实现执行特定位置的指令跳跃寻址时,指令执行顺序和指令在内存中的顺序不一定相同、
根据指令中的地址码获取到对应的操作数。
立即寻址EA = A
寄存器寻址 地址中是寄存器编号,去寄存器中取操作数
基址寻址 :EA = (BR) + A 基不变,BR里的内容是不变的
基址寻址器是面向操作系统的;用户不必考虑自己的程序在主存的哪┅段,故有利于多道程序设计以及可以编制浮动程序
变址寄存器是面向用户的,AR里的内容变化在数组处理过程中,可设萣A为数组的首地址不断改变变址寄存器的内容,
总线总裁:多个设备同时竞争总线控制权的问题集中式总裁(中央仲裁器)和分布式总裁。
总线请求 1总线忙 1,总线允许 1
2.计数器定时查询
总线请求1总线忙 1, 总线允许 log2n
独立请求方式每一对设备均有一对请求线和允许线
CISC:复杂指令系统,指令数目较多指令字长不固定,难以用优化编译生成高效的目标代码微程序控制
RISC:精简,指令周期相差一般不大一般用优化编译,绝大多数为组合逻辑控制
端口是指接口电路中可以读写的寄存器接口 = 端口 + 控制逻辑
CPU的基本功能:
控制器和运算器两个主要部件。
控制器通常由 程序计数器PC 、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序发生器和操作控制器组成主要功能:取指令、译码、相应操作
运算器通常由逻辑控制单元ALU 、累加器、程序状态寄存器PSW等。主要功能:算术、逻辑运算
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