第 1 章 计算机组成与体系结构计算机组成：外设 （输入设备、输出设备、辅助存储器）主机（主存储器、运算器、控制器）控制器组成：程序计数器 PC:存储下一条要执行指令的地址;指令寄存器 IR:存储即将执行的指令;指令译码器ID:对指令中的操作码字段进行分析解释;时序部件:提供时序控制信号。运算器组成：算术逻辑单元 ALU:数据的算术运算和逻辑运算;累加寄存器 AC:通用寄存器，为 ALU 提供一个工作区，用在暂存数据;数据缓冲寄存器 DR:写内存时，暂存指令或数据;状态条件寄存器 PSW:存状态标志与控制标志Flynn 分类：类型单指令流单数据流单指令流多数据流多指令流单数据流多指令流多数据流代表传统单处理器计算机矩阵处理机流水线计算机多核处理器、多处理指令流:指机器执行的指令序列;数据流:指由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果，但不包括输出数据。指令集系统划分：类型复杂指令系统计算机CISC精简指令系统计算机RISC特点指令数量众多；指令使用频率相差悬殊；支持多种寻址方式；变长的指令；指令可以对主存单元中的数据直接进行处理；以微程序控制为主指令数量少;指令长度固定，指令格式种类少;以硬布线逻辑控制为主;单周期指令执行，采用流水线技术;优化的编译器:RISC 的精简指令集使编译工作简单化;CPU 中的通用寄存器数量多总线：是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。分时是指同一时刻只允许有一个部件向总线发送信息;共享是指总线上可以挂接多个部件，各个部件之间相互交换的信息都可以通过这组公共线路传送。按总线功能来划分：地址总线数据总线控制总线传统的存储器系统一般分为高速缓冲存储器(Cache)、主存、辅存三级，存取速度依次递减，大小依次递增（扩展性而言）；CPU 不可以直接访问辅存，辅存中的程序和数据在需要时才传送到主存。局部性分类：时间局部性 （典型：循环操作）空间局部性（典型：顺序执行）存储器存取方式：顺序存取 （磁带存储器）直接存取 （磁盘存储器）随机存取 （主存储器）相联存取（Cache）存储器分类：RAM（可读写，内容会丢失，暂存数据）ROM（只读，内容不会丢失，固定数据）RAM分类：DRAM（动态RAM，需刷新，密度大，便宜）SRAM（静态RAM，无需刷新，速度快，电路简单）磁盘访问时间(存取时间)= 寻道时间+旋转延迟时间Cache+主存储器系统的平均周期：t = cache命中率 * cache周期 + 内存周期 * （1 - cache命中率）映射方法分类：直接映射 （主存地址组成：区-页-页内地址；简单，冲突高）全相联映射 （主存地址组成：页-
第 1 章 计算机组成与体系结构计算机组成：外设 （输入设备、输出设备、辅助存储器）主机（主存储器、运算器、控制器）控制器组成：程序计数器 PC:存储下一条要执行指令的地址;指令寄存器 IR:存储即将执行的指令;指令译码器ID:对指令中的操作码字段进行分析解释;时序部件:提供时序控制信号。运算器组成：算术逻辑单元 ALU:数据的算术运算和逻辑运算;累加寄存器 AC:通用寄存器，为 ALU 提供一个工作区，用在暂存数据;数据缓冲寄存器 DR:写内存时，暂存指令或数据;状态条件寄存器 PSW:存状态标志与控制标志Flynn 分类：类型单指令流单数据流单指令流多数据流多指令流单数据流多指令流多数据流代表传统单处理器计算机矩阵处理机流水线计算机多核处理器、多处理指令流:指机器执行的指令序列;数据流:指由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果，但不包括输出数据。指令集系统划分：类型复杂指令系统计算机CISC精简指令系统计算机RISC特点指令数量众多；指令使用频率相差悬殊；支持多种寻址方式；变长的指令；指令可以对主存单元中的数据直接进行处理；以微程序控制为主指令数量少;指令长度固定，指令格式种类少;以硬布线逻辑控制为主;单周期指令执行，采用流水线技术;优化的编译器:RISC 的精简指令集使编译工作简单化;CPU 中的通用寄存器数量多总线：是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路。分时是指同一时刻只允许有一个部件向总线发送信息;共享是指总线上可以挂接多个部件，各个部件之间相互交换的信息都可以通过这组公共线路传送。按总线功能来划分：地址总线数据总线控制总线传统的存储器系统一般分为高速缓冲存储器(Cache)、主存、辅存三级，存取速度依次递减，大小依次递增（扩展性而言）；CPU 不可以直接访问辅存，辅存中的程序和数据在需要时才传送到主存。局部性分类：时间局部性 （典型：循环操作）空间局部性（典型：顺序执行）存储器存取方式：顺序存取 （磁带存储器）直接存取 （磁盘存储器）随机存取 （主存储器）相联存取（Cache）存储器分类：RAM（可读写，内容会丢失，暂存数据）ROM（只读，内容不会丢失，固定数据）RAM分类：DRAM（动态RAM，需刷新，密度大，便宜）SRAM（静态RAM，无需刷新，速度快，电路简单）磁盘访问时间(存取时间)= 寻道时间+旋转延迟时间Cache+主存储器系统的平均周期：t = cache命中率 * cache周期 + 内存周期 * （1 - cache命中率）映射方法分类：直接映射 （主存地址组成：区-页-页内地址；简单，冲突高）全相联映射 （主存地址组成：页-
