c主機的組成ppt課件(編輯修改稿)
2025-06-01 18:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 1600MT GB/s DDR31866 PC314900 233MHz 933MHz 1866MT 15GB DDR32022 PC316000 250MHz 1000MHz 2022MT 16GB DDR32133 PC317000 266MHz 1066MHz 2133MT 17GB 19 PC主機的組成 存儲器與 CPU速度差距愈來愈大 ? DRAM, 硬盤與 CPU 之間的速度差距愈來愈大： 01101001 , 0 0 01 0 , 0 0 01 0 0 , 0 0 01 , 0 0 0 , 0 0 01 0 , 0 0 0 , 0 0 01 0 0 , 0 0 0 , 0 0 01980 1985 1990 1995 2022 2022Y e a rnsD i sk se e k t i m eD R A M a cce ss t i m eS R A M a cce ss t i m eC P U cyc l e t i m e01101001 ,0 0 01 0 ,0 0 01 0 0 ,0 0 01 ,0 0 0 ,0 0 01 0 ,0 0 0 ,0 0 01 0 0 ,0 0 0 ,0 0 01980 1985 1990 1995 2022 2022Y e a rns D isk se e k t im eD R A M a cce ss t im eS R A M a cce ss t im eC P U cyc le t im e問題：由于 CPU工作速度很快，內(nèi)存速度比較慢（差 1～2個數(shù)量級），從內(nèi)存取數(shù)或向內(nèi)存寫數(shù)時， CPU往往需要等待 20 PC主機的組成 解決方案 —— 高速緩存 (cache) ? cache是一種小容量高速緩沖存儲器，它由 SRAM組成 ? cache直接制作在 CPU芯片內(nèi)，速度幾乎與 CPU一樣快 ? 程序運行時， CPU使用的一部分數(shù)據(jù) /指令會預先成批復制在cache中， cache的內(nèi)容是主存儲器中部分內(nèi)容的映象 ? 當 CPU需要從內(nèi)存讀 (寫 )數(shù)據(jù)或指令時，先檢查 cache中有沒有，若有，就直接從 cache中讀取，而不用訪問主存儲器 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 8 9 14 3 4 4 1010 主存中的部分信息復制在 cache存儲器中 cache 主存儲器 CPU CPU芯片 21 PC主機的組成 教學參考： 如何提高 cache的命中率？ ? 增大 cache容量 ? 采用多級 cache技術 (2級或 3級等 ) ? cache中采用快速的查找算法，判定是否命中 ? 不能命中時，采用有效的算法將讀入的內(nèi)容替換cache中暫時不使用的內(nèi)容 ? 編譯器優(yōu)化目標程序 ? 程序員寫出 cachefriendly的程序 22 PC主機的組成 小結：計算機存儲器的層次結構 cache存儲器 主存儲器 (RAM和 ROM) 外存儲器（軟盤、硬盤、光盤） 后備存儲器（磁帶庫、光盤庫） 內(nèi)存儲器 外存儲器 寄存器 典型容量 1KB 幾個 MB 幾個 GB 100GB1TB 10TB100TB 典型存取時間 1 ns 2 ns 10 ns 10 ms 10 s ? 分析：速度越快，成本較高。 為了獲得好的 性能 /價格比 ，計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結構，取長補短，協(xié)調(diào)工作 ? 工作過程： 1） CPU運行時，需要的操作數(shù)大部分來自寄存器 2）如需要從 (向 )存儲器中取 (存 ) 數(shù)據(jù)時，先訪問 cache，如在，取自 cache 3）如操作數(shù)不在 cache，則訪問 RAM，如在 RAM中，則取自 RAM 4）如操作數(shù)不在 RAM，則訪問硬盤，操作數(shù)從硬盤中讀出 →RAM →cache 23 PC主機的組成 I/O控制與 I/O接口 24 PC主機的組成 ? 輸入的任務： ? 將輸入設備輸入的信息送到內(nèi)存儲器的指定區(qū)域 ? 輸出的任務： ? 將內(nèi)存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設備 （ I/O操作也包括外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸 ） ? I/O操作的特點： ? I/O操作與 CPU的運算可同時進行 ? 多個 I/O設備的操作也可同時進行工作 ? 每類 I/O設備都有各自的控制器，它們按照 CPU的 I/O操作命令，獨立地控制 I/O操作的全過程！ I/O操作的任務與特點 25 PC主機的組成 關于計算機中的總線 ? 總線的定義： ?用于在 CPU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件。 ? 總線的特點： 1 共享 ； 2 高速 ? 總線的參數(shù)：數(shù)據(jù)通路寬度；總線工作頻率；每秒傳輸次數(shù) 總線帶寬 (最高傳輸速率 )＝ (數(shù)據(jù)通路寬度 /
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