CPU&主存
主机
- 运算器
- 控制器
- 主存
存储器
- 主存
- 辅存
I/O设备
- 输入设备
- 输出设备
![[计算机硬件组成-主机.png]] AC为ALC提供工作区 PSW作用:计算溢出,中断时需要把信息放到PSW
PC作用:存放下一条要执行的命令在内存的地址
地址寄存器:老版本在内存,现在在CPU中
IR存放即将执行的指令
指令系统
计算机硬件的语言系统,机器所具有的全部指令的集合,反应计算机所具有的基本功能 ![[计算机硬件组成-指令系统.png]]
- 复杂指令系统:CISC complex Instruction Set Computer
- 精简指令系统
复杂指令系统
特点:
- 指令数量众多
- 指定使用频率相差悬殊,20%最长使用,出现频率80%,大部分指令很少使用
- 支持多种寻址方式,种类5~20种
- 变长的指令,指令长度不是固定的
- 指令可以对主存单元中的数据直接进行处理。
- 以微程序控制为主。
精简指令系统
RISC: Reduced Instruciton Set Computer
RISC特点:
- 指令数量少
- 指令的寻址方式少
- 指定固定长度,指令格式种类少
- 以硬布线逻辑控制为主
- 单周期指令执行,采用流水线技术,简化了指令系统
- 优化的编译器。RISC的精简指令集使编译工作简单化
- CPU中的通用寄存器数据量多,一般32个以上,有的可达上千个
指令的流水
指令步骤的并行,提高处理器执行指令的效率。
- 取值
- 分析
- 执行 发展历史
- 顺序执行
- 重叠执行 ![[计算机硬件组成-顺序执行.png]] ![[计算机硬件组成-重叠方式.png]] ![[计算机硬件组成-流水.png]]
![[计算机硬件组成-流水线周期.png]] ![[计算机硬件组成-流水吞吐率.png]]
存储器
速度从高到底 寄存器--Cache--主存---磁盘 ![[计算机硬件组成-存储器.png]] 主存:存放计算机运行期间所需要的程序和数据,CPU可直接随机的进行读写
总线:
- 数据总线
- 地址总线
- 控制总线 架构师考试中,内存都是按照字节编址,如A4000H,H是代表十六进制
十六进制减法:AH-BH+1 CBFFFH-A4000H+1=CBFFFH+1-A4000H=CC000H-A4000H=28000H=8 * 16^3+2 * 16^4=2^3 * 2^12 + 2 * 2^16= 2^15 + 2^15 * 2^2 = 2^15 (1+2^2)=2^10 * 2^5 * 5 = 160K
磁盘阵列,可以称为廉价冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disk, RAID),分为8个级别
- RAID 0 级别:无冗余和无校验的数据分块
- RAID 1 级别:磁盘镜像阵列
- RAID 2 级别:采用纠错海明码的磁盘阵列,采用了海明码纠错技术
- RAID 3 级别:采用位交叉奇偶校验码的磁盘阵列,校验码存在独立校验盘,读很快,写慢,适用于大型文件且I/O需求不频繁的应用
- RAID 4 级别:采用块交叉奇偶校验码的磁盘阵列,校验码存在独立校验盘,读很快,写慢,适用于大型文件的读取
- RAID 5 级别:无独立校验盘的奇偶校验码磁盘阵列,没有独立校验盘,当有N块阵列盘是,用户空间为N-1块容量盘
- RAID 6 级别:具有独立的数据硬盘与两个独立的分布式校验方案,设置了专用的,可快速访问的异步校验盘
- RAID 7 级别:具有最优化的异步高I/O速率和高数据传输率的磁盘阵列
- RAID 10 高可靠性和高性能的组合, RAID0 和RAID1 的组合
校验码
循环冗余校验码:Cyclic Redundancy Check, CRC,广泛用于数据通信领域和磁介质存储系统中,利用生成多项式为k个数据位产生r个校验位来进行编码,其编码长度k+r
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