計算機組成原理之概述篇(一)

2022-09-11 23:09:26 字數 2769 閱讀 6308

1、馮﹒諾依曼體系

將程式指令和資料一起儲存的計算機設計概念結構;

缺點:(馮﹒諾依曼體系的瓶頸)

解決辦法:

加入快取解決cpu和資料傳輸速度不匹配的問題;(級別越小的快取,越接近cpu, 意味著速度越快且容量越少)

1、程式翻譯和程式解釋

注意:j**a和c#嚴格來說是屬於翻譯+解釋型語言;

編譯型和解釋型語言:

計算機不能直接理解高階語言,只能直接理解機器語言,所以必須要把高階語言翻譯成機器語言,計算機才能執行高階語言編寫的程式。

翻譯的方式有兩種,乙個是編譯,乙個是解釋。兩種方式只是翻譯的時間不同。

j**a很特殊,j**a程式也需要編譯,但是沒有直接編譯稱為機器語言,而是編譯稱為位元組碼,然後用解釋方式執行位元組碼。

2、計算機的層次和程式語言

1、容量單位

在物理層面,計算機用高低電平來記錄資訊,理論上只認識 0/1 兩種狀態,而(0/1)稱為 bit;

2、速度單位

⑴網路速度

網路常用單位:mbps

網路頻寬 100m 為和計算機測試峰值的時候12m每秒?

100mbps = 100mbit/s

100mbit/s = (100/8)mb/s = 12.5mb/s

⑵cpu速度

cpu速度體現為cpu的時鐘頻率,單位hz(即每秒鐘高低電平變化的次數);

1、ascii碼

使用7個bit位就可以完全表示ascii碼,包括95個可列印字元和33個不可列印字元(控制字元),33+95 = 128 = 2⁷,後來很多國家語言和應用都無法表示,於是出現了擴充套件的adscii碼,即extended ascii碼,佔8個位元位,可以表示2⁸個字元;

2、unicode

字串編碼集的國際化

隨著計算機的不斷發展,越來越多的國家加入到計算機網際網路大家族,這個時候需要表示的字元就急劇增多,於是字元編碼集的國際化便應運而生了;

1、主儲存器——記憶體

32位系統:2³² = 4×2²⁰×2¹⁰ = 4gb,32位系統的支援的最大記憶體位 4 gb,因為對於32位的系統,它的位址匯流排的位數最多為32位,那麼它的定址範圍最大就是 2³² = 4gb;

64位系統:2⁶⁴ = 2³⁴gb;

2、輔助儲存器——磁碟

磁碟排程演算法

ⅰ 先來先服務演算法(fcfs)

根據程序訪問磁碟的先後次序進行排程。

該演算法簡單、公平,每個程序的請求都能依次得到處理,不會落下某些程序的請求。

但是當磁碟i/o阻塞佇列中相鄰程序訪問磁軌的跳躍性較大時,則尋道長度較大,尋道時間較長。

ⅱ 最短尋道時間優先演算法(sstf)

選擇與當前磁頭所在磁軌距離最近的程序i/o請求進行排程,使得每次的尋道長度與時間最短。

這種排程演算法通常比先來先服務排程演算法有較好的排程效能

但是當磁頭所在磁軌附近不斷有新的i/o請求到達時,則距離磁頭位置較遠程序的i/o請求可能被落下,長時間得不到排程,以致被「餓死」。

ⅲ 掃瞄演算法(電梯演算法)(scan)

掃瞄演算法是當前磁頭沿乙個方向移動時,對所遇到的磁軌上的i/o請求依次響應,直至該移動方向再無i/o請求時,磁臂換向;磁頭向反方向移動時,再對所遇磁軌上的i/o請求依次響應,往返交替。

這種排程演算法可以防止最短尋道時間優先排程演算法中某些程序被「餓死」的現象。

掃瞄演算法有較好的尋道效能,但是當有程序的i/o請求到達剛被掃瞄過的磁軌時,則這個請求會被推遲,直到磁頭沿此方向掃瞄到頭換向後,再次掃瞄到這個i/o請求所在磁軌時才會被排程。下面的迴圈掃瞄演算法有助於克服上述問題。

ⅳ 迴圈掃瞄演算法(cscan)

迴圈掃瞄演算法中,假設磁頭從裡向外移動對遇到的磁軌上的i/o請求依次響應,響應了最外道的磁軌i/o請求後,磁頭回到最內的i/o請求磁軌上。

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