第一章要点 ●体系结构概念 °弗林分类法 计算机层次结构 ° Adah定律 ●CPU性能及计算 ●计算机系统结构设计及发展 作业P231.121.14
第一章要点 ⚫ 体系结构概念 ⚫ 弗林分类法 ⚫ 计算机层次结构 ⚫ Amdahl定律 ⚫ CPU 性能及计算 ⚫ 计算机系统结构设计及发展 作业 P23 1.12 1.14
第二章存储系统 冯●诺依曼机的改进 运算器为中心 存储器为中心 目的:存放计算机系统中所需要处理的程序与数据。 主存储器:用以存放正在运行的程序与数据 辅助存储器:存放等待运行的程序与数据。 通用寄存器组:是存放那些最经常用到的数据。 存储系统:两个或两个以上的速度、容量、价格不同的存 储器采用硬件,软件或软、硬件结合的办法联接成一个系 统
第二章 存储系统 冯•诺依曼机的改进： 运算器为中心 存储器为中心 目的：存放计算机系统中所需要处理的程序与数据 。 主存储器：用以存放正在运行的程序与数据。 辅助存储器：存放等待运行的程序与数据。 通用寄存器组：是存放那些最经常用到的数据。 存储系统：两个或两个以上的速度、容量、价格不同的存 储器采用硬件，软件或软、硬件结合的办法联接成一个系 统
本章要点 存储层次的概念和性能参数(命中率、平均 访问时间、加速比) 存储层次的三个特性(局部性、一致性、包 含性) CACHE引入目的、与虚拟存储器比较的特点 及需要解决的问题。 CACHE-主存地址映象变换概念?几种主要 方式(全相联、直接、组相联) 几种替换算法分类;简述LRU替换算法 CACHE的写方法, CACHE的性能分析讨论 存储保护几种方法 作业:P2-692.14(1)(2)(3)(4)(6)(7)(8) P2-70216(1)(2)
本章要点 ❖ 存储层次的概念和性能参数（命中率、平均 访问时间、加速比） ❖ 存储层次的三个特性（局部性、一致性、包 含性） ❖ CACHE引入目的、与虚拟存储器比较的特点 及需要解决的问题。 ❖ CACHE-主存地址映象变换概念？几种主要 方式（全相联、直接、组相联） ❖ 几种替换算法分类；简述LRU替换算法 ❖ CACHE的写方法，CACHE的性能分析讨论 ❖ 存储保护几种方法 作业：P2-69 2.14 （1）（2）（3）（4）（6）（7）（8） P2-70 2.16 ( 1 ) ( 2 )
21存储系统概述 21.1存储系统的形成 主存 缓缓缓 VO U/O 指存读存写存 部 部 令器器器 件 件 CPU 以存储器为中心的计算机结构
2.1 存储系统概述 2.1.1 存储系统的形成 以存储器为中心的计算机结构 主 存 缓 指 存 令 器 缓 读存 器 缓 写存 器 I/O 部 件 … … I/O 部 件 CPU
212存储系统的层次结构 计算机存储系统三个基本参数: 存储容量S:以字节数表示,单位为B、KB、MB、GB、 TB等 今存储器速度T:存储器访问周期,与命中率有关 ◇存储器价格C:表示单位容量的平均价值单位为$ C/bit或$C/KB
❖ 存储容量S：以字节数表示，单位为B、KB、MB、GB、 TB等。 ❖ 存储器速度T：存储器访问周期，与命中率有关。 ❖ 存储器价格C：表示单位容量的平均价值单位为＄ C/bit或＄C/KB。 计算机存储系统三个基本参数： 2.1.2 存储系统的层次结构
存储系统的层次结构 速度提高 通用寄存器M 第一层 高速缓冲存储器M 第二层 容量增加 主存储器M3第三层 辅助存储器M4 第四层 脱机大容量存储器M第五层 每级存储器的性能参数可以表示为Ti,Si,Ci 存储系统的性能可表示为:TiCi+1
第一层 第二层 第三层 第四层 第五层 存储系统的层次结构 速 度 提 高 容 量 增 加 通用寄存器M1 高速缓冲存储器M2 主存储器M3 脱机大容量存储器M5 辅助存储器M4 每级存储器的性能参数可以表示为Ti，Si，Ci。 存储系统的性能可表示为：TiCi+1
21.3存储系统的包含性,一致性 包含性:在容量大的存储器中,一定能找到上层存储信息的副本。 致性副本修改,以保持同一信息的一致性, M2 b b M3 B A B M4 段C 段D
2.1.3 存储系统的包含性，一致性 包含性:在容量大的存储器中，一定能找到上层存储信息的副本。 b a A B 一致性 :副本修改，以保持同一信息的一致性。 B A M4 M3 M2 段 C 段 D a b
22并行存储器 频带宽度:单位时间内所能访问的数据量。 解决频带平衡的三种方法: 令多个存储器并行工作,并用并行访问和交叉访 问等方法; 设置各种缓冲存储器; 采用 Cache存储系统
2.2 并行存储器 ❖ 多个存储器并行工作，并用并行访问和交叉访 问等方法； ❖ 设置各种缓冲存储器； ❖ 采用Cache存储系统。 频带宽度：单位时间内所能访问的数据量。 解决频带平衡的三种方法：
221多体并行访问存储器 数据总线 数据寄存器 W2 W3 w 11 m 体号 地址寄存器 b a 体内地址 地址总线 并行主存系统:一个主存周期内能读写多个字的主存系统
2.2.1 多体并行访问存储器 并行主存系统：一个主存周期内能读写多个字的主存系统。 数据寄存器 数据总线 地址总线 地址寄存器 体号 W W1 W2 W3 W4 m1 m2 m3 m4 b a 体内地址
优点:简单、容易 缺点:访问的冲突大。 主要冲突: 取指令冲突(条件转移时) 读操作数冲突(需要的多个操作数不一定都存放在 同一个存储字中) 写数据冲突(必须凑齐n个数才一起写入存储器) 读写冲突(要读出的一个字和要写入的一个字处在 同一个存储字内时,无法在一个存储周期内完成)
优点：简单、容易。 缺点：访问的冲突大。 主要冲突： ➢取指令冲突（条件转移时） ➢读操作数冲突（需要的多个操作数不一定都存放在 同一个存储字中） ➢写数据冲突（必须凑齐n个数才一起写入存储器） ➢读写冲突（要读出的一个字和要写入的一个字处在 同一个存储字内时，无法在一个存储周期内完成）