计算机系统的各种基本设计(计算机系统结构的分类-笔记)
计算机系统的各种基本设计(计算机系统结构的分类-笔记)2) CISC是台式计算机系统的基本处理部件,每个微处理器的核心是运行指令的电 路。 指令由完成任务的多个步骤所组成,把数值传送进寄存器或进行相加运算。 1) CISC是指采用一整套计算机指令进行操作的计算机。而后又出现了精简指令集计 算机,它精简了指令集,只保留了那些常用的指令,这样计算机能以更快的速度执 行操作。Flynn分类法二、CISC与RISC1、 CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令计算机
一、Flynn分类法
1、 指令流——机器执行的指令序列
2、数据流——指令调用的数据序列,包括输入数据和中间结果
单指令单数据流(Single Instruction stream and Single Data stream,SISD)
Flynn分类法
二、CISC与RISC
1、 CISC(Complex Instruction Set Computer)复杂指令计算机
1) CISC是指采用一整套计算机指令进行操作的计算机。而后又出现了精简指令集计 算机,它精简了指令集,只保留了那些常用的指令,这样计算机能以更快的速度执 行操作。
2) CISC是台式计算机系统的基本处理部件,每个微处理器的核心是运行指令的电 路。 指令由完成任务的多个步骤所组成,把数值传送进寄存器或进行相加运算。
2、RISC(Reduced Instruction Set Computing) 精简指令集计算机
1) 一种指令长度较短的计算机,其运行速度比CISC要快。RISC和 CISC是 CPU 从指令集的特点上可以分为两类 :CISC 和 RISC 。
CISC与RISC
三、层次化存储结构
1、寄存
器(内存阶层中的最顶端)
1) 寄存器,是集成电路中非常重要的一种存储单元,通常由触发器组成。在 集成电路设计中,寄存器可分为电路内部使用的寄存器和充当内外部接口 的寄存器这两类。内部寄存器不能被外部电路或软件访问,只是为内部电 路的实现存储功能或满足电路的时序要求。而接口寄存器可以同时被内部 电路和外部电路或软件访问,CPU中的寄存器就是其中一种,作为软硬件 的接口,为广泛的通用编程用户所熟知。
2) 寄存器的基本单元是 D触发器,按照其用途分为基本寄存器和移位寄存器
2、 Cache(高级缓冲存储器)
1)它是位于CPU与内存间的一种容量较小但速度很高的存储器
2)当CPU直接从内存中存取数据时要等待一定时间周期,而Cache则可以保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据,如果CPU需要再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就避免了重复存取数据,减少了CPU的等待时间,因而提高了系统的效率
3)Cache又分为L1Cache(一级缓存)和L2Cache(二级缓存)
4)Cache存储周期时间
3、主存
分类
1)随机存取存储器(RAM)
所谓“随机存储”,指的是当存储器中的数据被读取或写入时,所需要的时间与这段信息所在的位置或所写入的位置无关。
a.DRAM(Dynamic RAM 动态RAM) –SDRAM
b.SRAM(Static RAM 静态)
2)只读存储器(Read-Only Memory,ROM)
ROM 出厂时其内容由厂家用掩膜技术写好,只可读出,但无法改写。信息已固化在存储器中,一般用于存放系统程序BIOS和用于微程序控制。
a. MROM(Mask ROM,掩模式ROM)
是一种只能读取资料的存储器。在制造过程中,将资料以一特制光罩 (mask)烧 录于线路中,其资料内容在写入后就不能更改,所以有时 又称为“ 光罩式只读内存”(mask ROM)
b.PROM(Programmable ROM 一次可以编程 ROM)只能进行一次写入操作
c.EPROM(Erasable PROM 可擦除的 PROM)
d. 闪速存储器(flash memory 闪存)
编址
4、磁盘结构与参数
四、局部性原理
在CPU访问寄存器时,无论是存取数据抑或存取指令,都趋于聚集在一片连续的区域中,这就被称为局部性原理
1、 时间局部性(temporal locality)
时间局部性指的是:被引用过一次的存储器位置在未来会被多次引用(通常在循环中)
2、 空间局部性(spatial locality)
如果一个存储器的位置被引用,那么将来他附近的位置也会被引用
3、 工作集理论
工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合