系統(tǒng)概論
數(shù)據(jù)的表示與運(yùn)算
存儲(chǔ)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)
存儲(chǔ)器
RAM
SRAM
不需要刷新，
晶體管 ，非破壞性讀出
DRAM
需要刷新
電容 ， 破壞性讀出
地址線為原來的一半，地址復(fù)用
易失性存儲(chǔ)器
ROM
u盤
非易失性
FLASH
SSD硬盤
主存與cpu的連線
片選 + 讀/寫+數(shù) + 地
低位交叉存儲(chǔ)器
結(jié)構(gòu)
體內(nèi)地址 + 體號(hào)
存取
一個(gè)字的存取周期為T
總線傳輸周期為r ,
交叉模塊數(shù)應(yīng)大于m = T/r
存取m個(gè)字的編址方式
低位交叉
T+(m -1 )r
順序
mT
高速緩存Cache
標(biāo)記項(xiàng) = 有效位 + 標(biāo)記位 + 一致性維護(hù)位 + 替換算法位
映射方式
直接映射
主存字塊標(biāo)記+ cache字塊標(biāo)記 + 字塊內(nèi)地址
組相連映射
主存字塊標(biāo)記 + 組地址 + 字塊內(nèi)地址
全相聯(lián)映射
主存字塊標(biāo)記 + 字塊內(nèi)地址
替換策略
隨機(jī)法
無局部性
先進(jìn)先出
無局部性
LRU
過去長(zhǎng)時(shí)間未被訪問
有局部性
LFU
將來一段時(shí)間內(nèi)不被訪問
有局部性
虛擬存儲(chǔ)器
寫策略
寫命中
全寫法
缺點(diǎn)增加了訪存次數(shù)
同時(shí)寫入主存和cache
標(biāo)記為0 ， 非寫分配法
寫回法
先只修改cache內(nèi)容，換出時(shí)再寫入主存
標(biāo)記為1 ， 寫分配法
寫不命中
寫分配
先更新主存的存儲(chǔ)單元，再更新cache
非寫分配
僅更新主存
TLB
cache中的頁(yè)表叫快表 ，主存中的頁(yè)表叫慢表
查找時(shí)同時(shí)查找快表與慢表
TLB是Page的一個(gè)副本 ， TLB命中Page一定命中 ， Cache是主存的副本
頁(yè)式虛擬存儲(chǔ)器
主存中的頁(yè)叫實(shí)頁(yè) ， 虛存中的叫虛頁(yè)
虛地址分為虛頁(yè)號(hào)和頁(yè)內(nèi)地址
頁(yè)表是存放在主存中的虛頁(yè)號(hào)和實(shí)頁(yè)號(hào)的對(duì)照表
內(nèi)核虛擬地址空間
系統(tǒng)代碼和數(shù)據(jù)
用戶虛擬地址空間
用戶棧
堆
指令系統(tǒng)
CISC和RISC
CISC
通用寄存器較少
難以優(yōu)化目標(biāo)代碼
RISC
定長(zhǎng)指令
除load/store指令之外不能訪存
尋址方式
直接尋址
2次訪存
間接尋址
3次訪存
寄存器尋址
訪存一次
寄存器間接尋址
訪存兩次
隱含尋址
一次訪存
立即尋址
一次訪存
基址尋址
BR->A偏移
變址尋址
A->IX偏移
相對(duì)尋址
PC->A
中央處理器
運(yùn)算器
ALU
DR暫存寄存器
ACC
通用寄存器
PSWR程序狀態(tài)字寄存器
移位器
計(jì)數(shù)器
控制器
PC
IR
MAR
MDR
指令譯碼器
時(shí)序系統(tǒng)
微操作信號(hào)發(fā)生器
用戶可見（不透明）
ACC
PC
通用寄存器
PSWR
用戶不可見（透明）
IR
DR
MAR
MDR
指令流水線
取指
譯碼
執(zhí)行
訪存
寫回
流水線阻塞的因素
結(jié)構(gòu)冒險(xiǎn)
多條指令在同一時(shí)刻爭(zhēng)用同一資源
解決辦法
暫停一個(gè)時(shí)鐘周期
單獨(dú)設(shè)置數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和指令存儲(chǔ)器
數(shù)據(jù)冒險(xiǎn)
后面指令用到前面指令的運(yùn)算結(jié)果
解決辦法
相關(guān)指令暫停幾個(gè)周期
設(shè)置相關(guān)專用通路，數(shù)據(jù)旁路技術(shù)，結(jié)果作為輸入
控制冒險(xiǎn)
轉(zhuǎn)移指令和改變PC值的指令而造成斷流
解決辦法
加快和提前形成體哦阿健嗎
預(yù)取轉(zhuǎn)移成功和不成功方向上的目標(biāo)指令
流水線多發(fā)技術(shù)
超標(biāo)量技術(shù)
同時(shí)并發(fā)多體哦啊獨(dú)立指令
超流水線技術(shù)
流水線分段
超指令字技術(shù)
多條能并行的指令合成一條
總線
輸入輸出系統(tǒng)
顯示器
VRAM容量
分辨率 * 灰度級(jí)位數(shù)
VRAM帶寬
分辨率 * 灰度級(jí)位數(shù) * 刷新頻率
磁盤和RAID
RAID
0
無冗余和無校驗(yàn)
1
鏡像磁盤
2
海明碼
3
位交叉奇偶
4
塊交叉和奇偶
5
無獨(dú)立校驗(yàn)的奇偶校驗(yàn)
磁盤操作時(shí)間
尋道時(shí)間+ 延遲時(shí)間+傳輸時(shí)間
I/O接口
程序查詢
程序中斷
DMA
通道程序存放在主存中
