计算机体系结构
绪论
加速比=原本运行时间/现在运行时间
计算机系统结构的分类有多种分类法:Flynn的SISD、SIMD、MISD、MIMD。其中数据并行还可以分为位片式和字片式。根据Feng氏分类,数据的处理方式分为WSBS、WSBP、WPBS、WPBP。
Handler的分类法为T(C)=(K*K`,D*D`,W*W`)其中K为PCU(控制器处理单元)D为ALU,W为字长,K`,D`,W`都是流水线中对应的数量。
计算机系统结构的合成
CPU和ROM、RAM结合在一起称为中央电子集合体CEC。
涉及到了一系列关于浮点数、整数的规格表示。
浮点数在运算过程(加法中的对阶、规格化右移、乘法取结果)中可能会出现下溢情况,处理方法有三种:截断法、舍入法、恒置1法、ROM或PLA舍入法。
关于指令系统的一套东西和寻址方式不再重复提。其中指令的压缩可以使用哈夫曼压缩
总线分为三种:片总线(片内、内总线(内部设备间、外总线(外接
总线的分配流程如下:申请分配、寻址、数据交换、撤销
在此基础上有四种总线通信方式:同步通信方式(卡死时间、异步通信方式(增加信号,应答线、半同步通信方式(增加信号线、分离式通信方式(读写分开进行
存储系统走的cache-主存-辅存路线,不难理解,关键是在体系结构中的一些新的计算公式:命中率H、每位价格$c=(c_1S_{M_1}+c_2S_{M_2})/(S_{M_1}+S_{M_2})$。访问效率和相邻的访问时间比和命中率相关,命中率又和算法以及容量比相关
存储结构有三个特性:包含性、一致性和局部性。包含性字面意思,一致性就涉及到写后读,读后写的关系了。访问的局部性包括时间上的局部性和空间上的局部性和顺序上的局部性(指令顺序性。
外设的一个难点在于中断系统,另一个重点是通道技术,使得IO和CPU处理并行进行,通道的功能包含:接受CPU的IO指令、执行通道程序、外设相关地址、主存缓冲区首地址、控制数据长度、检查、结束工作和格式转换。
通道的种类包括:字节多路通道、选择通道和数组多路通道。字节多路低速分时复用,选择通道高速外设一段时间单独通讯,数组多路结合上面两种,一次传递一个数组。关于通道的流量分析:
但是通道还是会占用CPU,这时候就有了I/O处理机,IOP拥有自己的一套东西。根据是否共享主存,IOP分为两大类,共享主存IOP和不共享主存IOP(取决于程序是否存在主存里
存储管理
程序定位主要有静态定位、段式、页式,地址映射方式对应机组中的相关内容。还有替换算法。这些在机组可以再看。主存保护包括页表保护(只能访问到页表里面有的)和键式保护(在主存每个页分配一个键,每个人的自己的键不变)环式保护(将程序分层来被保护)