計算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)課程考核說明(已改無錯字)
2022-07-25 06:06:28 本頁面
【正文】 (2)精簡指令系統(tǒng)計算機(jī)RISC(Reduced Instruction Set Computer) 1)只保留功能簡單的指令 2)功能較復(fù)雜的指令用子程序來實現(xiàn) 2．RISC與CISC各自的特點和相互比較 3．RISC的關(guān)鍵技術(shù) (1)旁路技術(shù) (2)延遲轉(zhuǎn)移技術(shù)(3)指令取消技術(shù) (4)重疊寄存器窗口技術(shù) ： (5)指令流調(diào)整技術(shù) (6)以硬件為主固件為輔第三章存儲系統(tǒng) 一、基本概念 1．存儲系統(tǒng)的定義 存儲系統(tǒng)是指兩個或兩個以上速度、容量和價格各不相同的存儲器用硬件、軟件、或軟件與硬件相結(jié)合的方法連接起來而成的系統(tǒng)。這個系統(tǒng)對應(yīng)用程序員透明，并且，從應(yīng)用程序員看它是一個存儲器，這個存儲器的速度接近速度最快的那個存儲器,存儲容量與容量最大的那個存儲器相等或接近，單位容量的價格接近最便宜的那個存儲器。程序訪問的局部性原理是層次存儲系統(tǒng)構(gòu)成的基礎(chǔ)。 2．存儲器的主要性能參數(shù) (1)存取時間 從CPU到第i層存儲器的往返時間。 (2)存儲器容量 第i層的字節(jié)或字的數(shù)量。 (3)每字節(jié)成本 (4)傳輸帶寬 相鄰層之間傳輸信息的速率。 (5)傳輸單位 相鄰兩層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧６?如字、塊、頁等)。 3．存儲器的主要性能參數(shù) (1)存取時間 從CPU到第i層存儲器的往返時間。 (2)存儲器容量 第i層的字節(jié)或字的數(shù)量。 (3)每字節(jié)成本 (4)傳輸帶寬 相鄰層之間傳輸信息的速率。 (5)傳輸單位 相鄰兩層之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧６?如字、塊、頁等)。 4．層次存儲器性質(zhì) (1)包含性 內(nèi)層的信息必然包含于其外層。所有的信息最初放在最外層。在處理過程中，其子集被一步步復(fù)制到內(nèi)層。 (2)一致性 同一個信息項在后繼存儲器層次上的副本是一致的。 如果在緩存中的一個字被修改過，那么在所有高層上該字的副本也必須立即或最后加以修改。 維護(hù)一致性的兩種策略：寫直達(dá)和寫回。前者指如果在內(nèi)層中修改了一個字，在外層中必須立即加以修改。而后者的處理方法是：在外層中的修改延遲到內(nèi)層中被修改的字被替換時才進(jìn)行。 (3)局部性 時間局部性： 最近的訪問項很可能在不久的將來再次被訪問。 空間局部性： 一個進(jìn)程所訪問的各項其地址彼此很近。 順序局部性：在典型程序中，除轉(zhuǎn)移指令產(chǎn)生不按次序的轉(zhuǎn)移外，指令都是順序進(jìn)行的。5．層次存儲系統(tǒng)的設(shè)計的目的是使有效存取時間接近于最內(nèi)層存儲器的存取時間，使總體的平均每字成本接近于最外層存儲器的每字成本，容量接近于最大存儲器的容量。 本章主要論述兩個二級層次存儲系統(tǒng)cache和虛擬存儲器。要解決的問題主要有： (1)塊／頁的定位問題 (2)替換問題 (3)一致性問題(寫無效和寫更新) 6．虛擬存儲器由主存儲器和聯(lián)機(jī)工作的外部存儲器共同組成。虛擬存儲器有段式、頁式、段頁式等地址映像與變換方法。加快內(nèi)部地址變換的技術(shù)主要有目錄表、快慢表、散列函數(shù)等。頁面替換算法主要有RAND、FIFO、LRU、LFU和OPT等算法。 7．Cache的地址映像與變換方法有全相聯(lián)、直接相聯(lián)、組相聯(lián)和段相聯(lián)幾種。Cache的替換算法有輪轉(zhuǎn)法、FIFO、LRU、LFU、比較對法和堆棧法。Cache的實現(xiàn)全部是由硬件完成的。 8．影響主存命中率的主要因素有 (1)程序在執(zhí)行過程中的頁地址流分布情況 (2)所采用的頁面替換算法 (3)頁面大小 (4)主存儲器的容量 (5)所采用的頁面調(diào)度方法 9．Cache的命中率主要與如下幾個因素有關(guān) (1)程序在執(zhí)行過程中的地址流分布情況 (2)當(dāng)發(fā)生Cache塊失效時，所采用的替換算法 (3)Cache的容量 (4)在組相聯(lián)映象方式中，塊的大小和分組的數(shù)目 (5)所采用的Cache預(yù)取算法等。 10．解決Cache與主存的不一致性問題，首先要選擇合適的Cache更新算法。一般有兩種Cache更新算法，寫直達(dá)法和寫回法。第四章輸入輸出系統(tǒng) 一
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