「计算机组成原理」：一文快速了解计算机原理知识点-附思维导图( 四 )

2020-10-20

3、衡量存储器使用指标

1）速度、容量、位价格。
2）寄存器速度最快，主存最便宜

4、常见的存储系统层次结构

1）缓存-主存层次：用来缓解CPU和主存速度不匹配的问题，由硬件来完成，对所有的程序员完全透明。
2）主存-辅存层次：用来解决主存容量不够的问题，由操作系统和硬件共同完成，对应用程序设计者透明，对系统程序设计者不透明。

5、主存储器的主要技术指标

主存容量64×8等等计算机可寻址的最小信息单元是一个存储字主存储器存储单元的总数
存取速度：由存储器存取时间和存储周期表示
存储器存取时间：启动一次存储器操作(读/写)到完成该操作所经历的时间
存储周期：连续启动两次独立的存储器操作所间隔的最小时间

6、主存储器的基本操作

CPU通过使用AR(地址寄存器)和DR(数据寄存器)和主存进行数据传送
若AR为K位字长， DR为n位字长，则允许主存包含2∧k个可寻址单元
CPU与主存采取异步工作方式，以ready信号表示一次访存操作的结束

7、读/写存储器

随机存储器(RAM)按存储元件在运行中能否长时间保存信息分为静态存储器和动态存储器
静态存储器，利用触发器保存信息，只要不断电，信息就不会丢失电路简图MOS静态存储结构图
动态存储器，利用MOS电容存储电荷来保存信息，需要不断给电容充电才能使信息来保存信息电路简图16K×1位动态存储器框图
再生集中式分散式时间小于或等于2ms行读出再生

8、非易失性半导体存储器

RAM（random access memory）即随机存储内存，可读可写，断电时将丢失其存储内容，故主要用于存储短时间使用的程序。
ROM（Read-Only Memory）即只读内存，只能读不能写，在掉电的情况下，依然保存原有的数据。

9、存储器的组成与控制

存储器容量扩展位扩展:用多个存储器芯片对字长进行扩充字扩展:增加存储器中字的数量，提高存储器的寻址范围字位扩展，假设一个存储器的容量为M×N位，若使用L×K位存储器芯片，那么，这个存储器共需要(M/L)×(N/K)个存储器芯片

10、多体交叉存储器

提高访存速度的方式采用高速器件采用层次结构调整主存结构
计算机中大容量的主存可由多个存储体组成，每个存储体都具有自己的读写线路，地址寄存器和数据寄存器，称为”存储模块” 。这种多模块存储器可以实现重叠与交叉存取
第i个模块M的地址编号应按下式给出:M×j+i
连续地址分布在相邻的不同模块内，而同一模块内的地址都是不连续的

11、提高访存速度的三种方式

1）采用高速元器件；
2）采用存储层次结构：cache-主存结构；
3）调整主体结构：包括单体多字，多体并行两种方式。

第五章、指令系统
1、指令系统的发展
20世纪70年代末人们提出了便于VLSI实现的精简指令系统计算机，简称RISC ，同时将指令系统越来越复杂的计算机称为复杂指令系统计算机，简称CISC 。
2、指令格式
（1）结构(操作码+地址码)

操作码
操作数的地址
操作结果的存储地址
下一条指令的地址

（2）地址码

零地址指令
一地址指令寻址范围 224 = 16 M2次访存
二地址指令寻址范围 212 = 4 K4 次访存
三地址指令寻址范围 28 = 2564 次访存
多地址指令-寻址范围 26 = 644 次访存

（3）指令字长

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