第一模块:
课程名称:2022新版编程必备基础,计算机组成原理+操作系统+网络
章节名称:3-6 ~ 3-8
讲师姓名:咚咚呛
第二模块:
内容概述:
3-6小节对高速缓冲做了系统而全面的介绍;3-7小节介绍了计算机的指令系统;3-8小节对控制器做了详细的介绍。
第三模块:
学习心得:
现代计算机的体系是“运算器”、“控制器”和“存储器”一体的, 而“存储器”中的高速缓冲就是一个重要的存储节点,是直接和CPU进行数据交换的,有必要对高速缓存有一个全面而系统的认识;计算机的运算是基于指令进行的,指令由两部分构成:操作码和地址码。
下面附上学习笔记:
3-6 计算机的高速缓存
高速缓存的工作原理
高速缓存的替换策略
高速缓存的工作原理:
字:
内存中存储单元的最小单位
存放在一个存储单元中的二进制代码组合
字块:
存储在连续存储单元中被看作是一个单元的一组字
图解:
字的地址:
所以:
eg:
1个字 = 4个字节 = 32位bit
1个字节 = 8位bit
高速缓存:
缓存的每一个数据都来自于主存,是对主存数据的复制
缓存命中率是衡量缓存性能的重要指标:
理论上CPU每次都能从高速缓存取数据的时候,命中率就是1(当然这只是理论值)
命中率的计算:
另一个指标:
访问效率 e
eg:
提高缓存命中率——高速缓存的替换策略:
替换时机:
替换策略:
随机算法
先进先出算法(FIFO)
最近经常使用算法(LFU)
最近最少使用算法(LRU)
先进先出算法(FIFO):
最近经常使用算法(LFU):
最近最少使用算法(LRU):
3-7 计算机的指令系统
机器指令的形式:
由两部分构成:操作码、地址码
操作码:
地址码:
三地址指令:
二地址指令:
一地址指令:
零地址指令:
机器指令的操作类型:
数据传输
算数逻辑操作
移位置
控制指令
机器指令的寻址方式(机器指令是如何找到相关数据的):
包含两个方面:指令寻址和数据寻址
寻址方式:
指令寻址,数据寻址,立即寻址,直接寻址,间接寻址。
3-8 计算机的控制器
现代CPU = 控制器 + 运算器 +存储器
CPU的组成结构:
控制器结构
程序计数器
时序计数器(电气工程领域)
指令译码器
指令寄存器(速度比高速缓存还快!!!)
主存地址寄存器
主存数据寄存器
通用寄存器
第四模块:
学习截图: