计算机导论第二章new.pptVIP

CPU主要功能 实现算术运算和逻辑运算 实现取指令、分析指令、执行指令的控制 实现异常处理及中断处理等 控制器主要功能 根据指令在存储器的地址，取出指令，分析指令并判别是一条什么指令 根据判别结果，执行指令，产生微操作控制信号 执行完一条指令后，自动取出下一条要执行指令的地址 寻址空间 是指CPU能够访问的最大内存空间，实际上是计算机内存的总大小 一根地址线存一个字节即1 Byte的数据，所以32根地址线对应的寻址空间是4GB 实地址与虚地址 实地址：?实际的主存储器单元的地址则称为“实地址”?(?即主存地址?)?或叫“物理地址”，?实地址对应的是“主存空间”，亦称物理空间。 虚地址：?虚拟存储器的辅存部分也能让用户象内存一样使用，用户编程时指令地址允许涉及辅存大小的空间范围，这种指令地址称为“虚地址”?(?即虚拟地址?)?或?叫“逻辑地址”，虚地址对应的存储空间称为“虚存空间”或叫“逻辑空间”。 逻辑地址与物理地址 在具有地址变换机构的计算机中，允许程序中编排的地址和信息实际存放在内存中的地址有所不同。 逻辑地址是指用户程序经编译后，每个目标模块以0为基地址进行的顺序编址。逻辑地址又称相对地址。 物理地址是指内存中各物理存储单元的地址从统一的基地址进行的顺序编址。物理地址又称绝对地址，它是数据在内存中的实际存储地址。 所以，物理地址是相对与逻辑地址来说的.而实地址是一种存储管理模式.相对应的是虚地址. 虚拟内存 当运行一个程序需要大量数据、占用大量内存时，内存就会被“塞满”，并将那些暂时不用的数据放到硬盘中，而这些数据所占的空间就是虚拟内存。 是指具有 请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量加以扩充的一种存储器系统，其容量由内存容量和外存容量之和所决定。 什么是Cache CPU缓存（Cache Memoney）位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小但交换速度快。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的 当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。 由此可见，在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案，这样整个内存储器（缓存+内存）就变成了既有缓存的高速度，又有内存的大容量的存储系统了。缓存对CPU的性能影响很大，主要是因为CPU的数据交换顺序和CPU与缓存间的带宽引起的。　 　　 Cache的工作原理 缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；这称为“命中” 如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。 计算机的性能评价 机器速度 机器字长 存储器容量 指令系统 可靠性 2.6 计算机的系统结构 理解两个概念：并行和并发 流水线作业 多处理机 精简指令系统和复杂指令系统（P96) 精简指令系统的设计原则： 选取使用频度高的指令 指令长度固定，格式和寻址方式少 设置大量通用寄存器 以组合逻辑为主，少用或不用微程序控制 采用流水线作业 * * 第2章计算机系统的硬件 中央处理器（CPU） 主存储器 辅助存储器 输入输出系统 计算机的整机结构 计算机的系统结构 2.1中央处理器（CPU） 运算器 算术逻辑单元(ALU)：实现算术、逻辑运算 通用寄存器：暂存数据 多路选择器：选择将某一寄存器中的数据送入ALU 标志寄存器： 进位标志位（C） 零标志位（Z） 符号标志位（S） 溢出标志位（V） 奇偶标志位（P） 控制器 指令部件： 程序计数器（PC） 指令寄存器（IR） 指令译码器（ID） 时序部件：产生让各部件协同工作的脉冲信号 微操作控制部件： 什么是微操作？（参考P48表2-2） 组合逻辑控制 微程序逻辑控制 CPU实例 浏览P51表2-4 什么是寻址空间？ 什么是实地址模式？ 什么是虚拟内存？ 什么是cache？ 2.2 主存储器（内存） 主存储器概述 主存储器的工作原理 主存储器的主要技术指标 存储容量 存取时间和存储周期 存取速率 可靠性 主存储器（内存）的分类 按半导体材料划分 双极型（TTL）：高速 单极型（MOS）：集成度高，简单，成本低，功耗小 按存取方式划分： 随机存取存储器（RAM）：SRAM,DRAM 只读存储器（ROM）：ROM,PROM,EPROM,EEPROM FLASH又可分为 NOR(程序型)：占用地址空间，用来固化程序 NAND(数据型)：不占用地址空间 请问硬盘是什么？ 2.3 辅助存储器 磁表面存储器：磁带，磁盘(软盘和硬盘) 光盘存储器 存储卡:种类繁多，比如优盘 磁盘存储器的工作原理 磁