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做电影网站要不要收费,公司网站虚假宣传但网站不是我做的,网站建设中ftp起什么作用,辽宁省造价工程信息网程序的局部性原理 程序的局部性原理是计算机体系结构的核心原理之一#xff0c;是 Cache、虚拟内存等技术的设计基础#xff0c;指程序在执行过程中#xff0c;倾向于访问局部范围内的指令和数据#xff0c;具体分为时间局部性和空间局部性两类。 类型核心概念典型场景时…程序的局部性原理程序的局部性原理是计算机体系结构的核心原理之一是 Cache、虚拟内存等技术的设计基础指程序在执行过程中倾向于访问局部范围内的指令和数据具体分为时间局部性和空间局部性两类。类型核心概念典型场景时间局部性某条指令或某个数据被访问后短期内大概率会被再次访问1. 循环语句中的指令反复执行同一批指令2. 频繁调用的变量如循环计数器空间局部性某条指令或某个数据被访问后其相邻地址的指令 / 数据大概率会被访问1. 顺序执行的指令序列CPU 按地址顺序取指2. 数组的连续元素访问数组在内存中连续存储全相联映射的检索过程为CPU 访问内存时先从地址提取主存块号然后依次与 Cache 中每一行的标记字段比较若某行标记等于块号且有效位为 1则命中用块内偏移量定位字节若都不匹配或有效位为 0则未命中从主存读数据块加载到 Cache 。程序中断程序中断是指计算机在执行正常程序的过程中由内部 / 外部事件触发暂停当前程序的执行转而去处理该事件对应的中断服务程序处理完成后再自动返回原程序断点处继续执行的机制。中断系统的分类描述的是整个中断处理机制的硬件架构和管理能力单级中断系统所有中断源只有一个优先级CPU 只能按 “先来先服务” 的顺序处理不支持中断嵌套。多级中断系统中断源被划分成不同优先级CPU 可以暂停低优先级的中断服务程序优先处理高优先级的中断支持中断嵌套。刷新存储器刷新存储器又称帧缓冲器是显示系统的专用高速存储器用于存储屏幕所有像素的颜色信息支撑显示器按固定频率读取数据并稳定显示图像。存储容量的决定因素存储容量由屏幕分辨率和像素深度共同决定计算公式为存储容量 屏幕分辨率横向像素数 × 纵向像素数× 像素深度bit分辨率屏幕像素总数分辨率越高容量需求越大像素深度存储单个像素颜色信息的二进制位数位数越多颜色表现力越强容量需求越大。I/O 控制方式方式CPU 干预程度速度硬件复杂度适用场景程序查询方式完全干预最慢最低低速、少量外设程序中断方式部分干预中速中等中高速、需及时响应外设DMA(直接存储器访问)方式无干预最快最高高速批量数据传送磁盘通道方式极少干预高速很高大型机、多外设并行时钟周期机器周期指令周期时钟周期是时间基准机器周期是基本操作的时间单位指令周期是一条指令的总执行时间。时钟周期又称节拍周期是计算机中最基本的时间单位等于CPU 主频的倒数例如主频 2GHz 的 CPU时钟周期为 0.5ns。它是 CPU 内部操作如寄存器传输、ALU 运算的最小时间刻度由硬件振荡器的脉冲信号决定。机器周期又称CPU 周期是 CPU 完成一个基本操作所需的时间由若干个时钟周期组成。不同基本操作的机器周期可能包含 不同数量的时钟周期例如取指操作、访存操作、运算操作各对应一个机器周期。机器周期是衡量指令执行步骤的基本单位常见的机器周期有取指周期、间址周期、执行周期、中断周期。指令周期是 CPU取出并执行一条指令所需的全部时间由若干个机器周期组成。不同指令的指令周期长度不同简单指令如寄存器寻址加法指令可能仅包含取指周期 执行周期复杂指令如间接寻址访存指令可能包含取指周期 间址周期 执行周期若执行后有中断请求还会增加中断周期。指令周期 机器周期 时钟周期三者是包含与被包含的层级关系记忆知识点CPU 与主存交换信息是以字为单位CPU 与 Cache 交换信息的单位是块硬盘的磁头可分为固定磁头和移动磁头CPU 从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为指令周期它常用若干个机器周期来表示-127的反码等于0的移码高级语言的编译系统属于系统软件不是应用程序快速传递进位信号是并行进位实现手段不是最终目的。多级中断会有中断嵌套的情况需要按照“后进先出”的顺序恢复现场而堆栈的存储方式正好是“后进先出”能高效地依次保存和恢复各级中断的现场信息。冯・诺依曼机按地址访问存储器依程序计数器 顺序取指令执行同步控制是由统一的时钟信号来控制各个操作的时序所有部件的动作都按照这个统一时钟的节拍来进行。• APCI总线是与处理器无关的高速外围设备总线。• BPCI总线的基本传输机制包含猝发式传送。• CPCI设备分为主设备和从设备不是所有PCI设备都是主设备。• D系统中可以有多个PCI总线比如通过桥接扩展不是只允许一条。IEEE 754是浮点数的标准格式尾数影响精度指数影响范围浮点数与定点数的表示方式不同。MIPS受指令集影响不能单独作为性能评判依据CPI越小表示效率越高吞吐率和响应时间是衡量性能的重要指标。一个汉字通常占用2个字节或更多而一个英文字符才占用1个字节。ASCII码仅能表示英文字符和控制字符不能表示中文字符。在定点运算器中内部总线的主要作用是连接各个功能部件并传输数据内部总线用于在运算器的不同模块之间传输数据是数据通路的重要组成部分。定点运算器通常由加法器、寄存器、逻辑运算单元和移位器等基本部件构成共同完成算术和逻辑运算。在补码加法中当两个同号数相加结果符号与原数相反时可能发生溢出。而正负相加通常不会导致溢出。多功能ALU可以执行多种算术和逻辑操作通常由多个功能模块组成并通过控制信号选择所需的操作。多功能ALU通常由算术运算模块、逻辑运算模块、控制模块和数据通路组成。算术运算模块负责执行加法、减法等操作逻辑运算模块执行与、或、非、异或等逻辑操作控制模块根据指令选择操作类型数据通路负责数据的传输和存储。补码加法中溢出的检测方法主要有两种一是双符号位法二是比较符号位法。双符号位法通过检查 结果的两个符号位 是否相同 来判断溢出比较符号位法则通过比较 操作数和结果 的 符号位来判断溢出。这些方法常用于定点运算器的设计中以确保运算结果的正确性。当I/O设备需要CPU处理数据时会向CPU发出中断请求信号。显存大小 分辨率 × 每个像素所占字节数微程序控制器基本组成包括1.控制存储器CM存放所有指令的微程序微指令序列2.微指令寄存器μIR存放当前执行的微指令包括操作控制字段和顺序控制字段3.微地址形成部件根据指令操作码入口地址、顺序控制字段、条件码等生成下条微指令地址4.微地址寄存器μMAR存放将要访问的微指令地址控制对CM的读操作。微程序控制器由控制存储器CM、微指令寄存器μIR、地址转移逻辑等组成。控制存储器存放微程序微指令寄存器存放当前微指令地址转移逻辑产生下条微指令地址。程序计数器PC是指令寻址的部件不属于 微程序控制器 特有。数据通路的设计主要关注硬件组件之间的连接、控制信号的协调以及数据传输的效率柱面是由多个磁道组成的磁道又由多个扇区构成扇区是磁盘读写的基本单位。而一个柱面并不包含多个盘片而是多个磁头同时访问的相同半径位置的磁道集合。微程序控制器通过微指令实现控制逻辑具有较高的灵活性尤其适合复杂指令集的实现。然而其执行速度不一定比硬连线控制器快。基本的静态存储元SRAM通常由6个晶体管组成形成两个交叉耦合的反相器用于稳定地存储一位数据。在SRAM读操作中当片选信号有效且地址稳定后数据通常会在一个时钟周期后出现在数据总线上。虚拟存储器由操作系统负责管理和调度它扩展了程序可使用的地址空间但其访问速度通常低于主存。存储器的常见分类方式包括按存储介质如半导体、磁性材料、按存取方式如随机存取、顺序存取、按信息保存时间如易失性、非易失性。SDRAM是一种与系统时钟同步工作的DRAM能够提高数据访问的速度和效率。存取时间是衡量存储器访问速度的重要指标它指的是从发出访问请求到数据可被使用的这段时间。片选信号RASRow Address Strobe信号用于激活行地址CASColumn Address Strobe信号用于激活列地址。访问时间是衡量存储器性能的重要指标通常以纳秒ns为单位。页表用于将逻辑地址中的页号转换为对应的物理地址中的块号从而完成地址映射。DRAM存储元基于电容工作需要定期刷新虽然比SRAM慢但功耗较低适合大规模存储。存储系统的层次结构由寄存器、Cache、主存和辅存组成。设计目的是通过在不同层次之间平衡速度、容量和成本提高整体系统的性能和效率。cache存储器的命中率是指处理器访问的数据在cache中找到的概率。命中率越高意味着处理器可以直接从cache获取数据减少了访问主存的次数从而提高了系统的整体性能。反之命中率低会导致更多的主存访问增加延迟降低系统效率。DRAM存储元基于电容的充放电特性来存储数据。由于电容会逐渐放电导致数据丢失因此需要定期刷新以维持数据的完整性。题指令格式设计题扩展存储空间位扩展题CPU 微操作与指令执行流程设计本题链接题关于CPU 指令执行流程与微操作控制-CSDN博客题指令格式特点