計算機組成原理與結構

2022-08-17 18:00:22 字數 1837 閱讀 3218

計算機硬體能直接執行的是 機器語言

完整的計算機系統通常包括 硬體系統和軟體系統

計算機的字長與運算精確度密切相關,字長越長,資料位越多,小數或浮點數表示時能提高精確度

關於計算機系統層次結構的描述中

低層使用者對硬體的透明性比高層使用者要低

指令集架構層是軟、硬體間的介面

低層**執行效率比高層**執行效率高

不同層次面向不同使用者,看到計算機的屬性不同

可用於評價計算機系統效能的指標是:字長,mips , cpi , ipc

同一程式在不同機器上執行時得到的mips值不一定相同

主頻高的機器效能不一定高

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32位處理器的最大虛擬位址空間為 4g (2^32)

在虛存、記憶體之間進行位址變換時,功能部件  mmu  將位址從虛擬(邏輯)位址空間對映到實體地址空間

在程式執行過程中,cache與主存的位址映象是由  硬體自動完成

某計算機的儲存系統由cache和主存組成。某程式執行過程共訪存2000次 ,其中訪問cache缺失(未命中) 100次 , 則該程式執行過程中cache的命中率為  95%

在 cache的位址對映中, 若主存中的任意一塊均可對映到cache內任意一行的位置上, 則這種對映方法稱為

全相聯對映

採用虛擬儲存器的主要目的是 擴大主儲存器的儲存空間, 且能進行自動管理和排程

虛擬儲存器中, 程式執行過程中實現虛擬位址到物理位址對映部件(系統)是 作業系統和mmu配合完成

相聯儲存器是按(  內容  )進行定址訪問的儲存器

程式具有較好的時間和空間區域性性 能更好地發揮cache的作用

位址轉換是指把邏輯位址轉換為實體地址,位址轉換過程中可能會發生「缺頁」,mmu在位址轉換過程中要訪問頁表項

假定主存按位元組編址,cache共有64行,採用4路組相聯對映方式,主存塊大小為32位元組,所有編號都從0開始。問主存第3000號單元所在主存塊對應的cache組號是   13

a、直接對映是多對一的對映關係 (即主存的多個資料塊對映到cache的同一行)  c、直接對映方式衝突率比組相聯方式有更高,因此,前者的命中率會更低  d、全相聯對映方式比較適用於小容量cache​在cache容量相等條件下,組相聯方式的命中率比直接對映方式有更高的命中率

cache行大小與主存塊大小一致,分離cache(也稱哈佛結構)是指存放指令的cache與存放資料cache分開設定

cache對程式設計師透明

採用直接對映時,cache無需使用替換演算法

a、cache儲存器中存放的內容是特定記憶體的副本,而不是全部記憶體內容的副本.  b、cache速度要高於記憶體,更高於磁碟​  c、cache的命中率在90%以上,根據cache的工作原理,正在訪問的指令和資料大部分是從cache 中命中的, 說明正在被處理的指令和資料存90%以上放在cache中  d、cache和記憶體是兩個不同的物理部件,不屬於記憶體的特定區域

與cache的命中率有關的是:cache的總容量,替換演算法,cache塊大小

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