计算机体系结构

文章目录 1. 计算机的基本构成 1.1 cpu概览 2. 指令的执行过程 2.1 指令周期 2.2 指令分类 2.3 指令的格式 2.4 参考其他周期 3. 中断 3.1 中断的分类 3.2 中断和指令周期 3.3 中断响应的一般过程 3.4 多个中断 4. 缓存 5. 直接内存存取DMA技术 6. 计算机的并行处理手段 6.1. 对称多处理器SMP: 6.1.1 SMP的架构 6.1.2 SMP的优点 6.1.3 SMP各自拥有独立的缓存导致的数据一致性问题: 6.2. 多核计算机 6.2.1 多核和smp之间的区别 1. 计算机的基本构成 处理器：控制计算机操作，执行数据处理等功能。 内存：存储数据和程序,是易丢失的。 输入/输出模块（I/O）： 在计算机和外部环境之间移动数据。外部环境有各种外部辅助设备，比如硬盘，显示器，鼠标。 系统总线：在处理器，内存，输入输出设备之间提供通信的设施。 1.1 cpu概览 cpu处理器的 一种 功能是和存储器交换数据，因此他通常使用两个内部寄存器： 1.存储器地址寄存器（Memory Address Register）:用于确定下一次读写的存储器地址。 2.存储器缓冲寄存器（Memory Buffer Register）: 存放从存储器读进来的数据或者是要写入到寄存器中的数据。 同样，还有一组寄存器用来和输入和输出设备 1

2.26学科笔记 *冯诺依曼计算机，存储程序的计算机，五大部件（输入，输出，控制器，运算器，存储器） *存储程序计算机 ，实现了一种通用的图灵机（理念），一种计算机系统设计模型 *特点; 运算器为中心，指令和数据的地位是一样的都存在存储器，存储器按地址访问，线性编址，控制流是由指令流组成的，指令（操作码和地址码），数据以二进制编制，采用二进制运算 指令，程序 一条指令的操作的五个步骤： 取指令--指令译码--取操作数--运算--结果写回（循环） 硬件执行快，软件比较灵活多样 概念：计算机系统设计的技术，方法和理论。主要包括：指令系统，组成，硬件实现，性能评价 多语言层次结构：微程序机器级--机器语言机器级--操作系统虚拟机--汇编语言虚拟机--高级语言虚拟机--应用语言虚拟机 来源： CSDN 作者： SYC20171868 链接： https://blog.csdn.net/weixin_41499217/article/details/104511875

第一章 基本概念 本书侧重于使用MS-Windows平台的x86处理器编程。内容涉及计算机体系结构、机器语言和底层编程的基本原则。读者将学到足够的汇编语言来测试自己已掌握的关于当前使用最广的微处理器系列的知识。 在阅读本书之前，读者应至少完成一门大学计算机编程课程或与之相当的课程。 汇编器是一种程序，用于把源程序从汇编语言转换为机器语言。与之配合的程序，称为链接器，把汇编器生成的单个文件组合成一个可执行程序。第三种程序，称为调试器，为程序员提供一种途径来追踪程序的执行过程，并检查内存的内容。 本书大部分内容都是关于32位和64位程序的，如果重点关注最后四章，则是16位程序。 通过本书讲学习到如下概念：应用于x86（和Intel 64）处理器的基本计算机体系结构；基本布尔逻辑；x86处理器如何管理内存；高级语言编译器如何将其语句转换为汇编语言和原生机器代码；高级语言如何再机器级实现算术表达式、循环和逻辑结构；有符号和无符号整数、实数和字符的数据表示。 汇编语言与机器语言是一对一的关系，即一条汇编指令对应于一条机器指令。汇编语言不具有可移植性，因为它是与具体处理器系统绑定的。 编程语言是一种工具，用于创建独立的应用程序或者部分应用程序。有些应用程序，如设备驱动和硬件接口程序，更适合使用汇编语言。而其他应用程序，如多平台商业和科学应用，用高级语言则更容易编写。

信息<------>数据(介质) <------>信号(电信号,光信号,电磁波信号,磁信号) 1.电子设备通信模型: 2.基带信号与载波信号: 基带信号: 承载有信息的信号. 载波信号: 用于承载基带信号的信号. 3.调制发送/接收解调的具体过程: 调制发送: 1.调制: 将基带电信号装入载波电信号. 2.发送: 将载波电信号转换为电波信号(无线),通过信道发送出去. 接收解调: 1.接收: 接收并将电波信号(无线)转换为载波信号. 2.解调: 从载波信号中提取出基带信号. 4.无线通信中为什么需要载波信号: 便于制作小尺寸天线: 基带的频率很低,如果直接将基带信号转为电磁波信号,电磁波的波长会很长.而电磁波的波长与天线的长度成正比,就可能需要很长的天线. 便于对信道进行频分复用. 能够提高信号的抗噪能力. 5.并行通信和串行通信: 并行通信: 数据以成组的方式,在多个并行通道上同时进行传输. 并行通信只存在于有线通信.芯片内部通信,时并行通信的主要应用场合. 串行通信: 数据以串行方式在单条信道上传输. 有线串行通信: usb,以太网,I2C,SPI,串口. 无线串行通信: wifi,Zigbee,蓝牙. 7.串行通信中的同步通信和异步通信: 同步通信: 通信双方事先约定好通信时间, 并且为通信做好准备. I2C,SPI. 应答机制: 阻塞等待,非阻塞等待. 异步通信:

未复习 分支预测 指令调度 循环 展开 填空题 简答题 问答题 易错知识点 原码为FFH，十进制的值为_______。（-127） 正数的原码=补码=反码 错题反思 暂时搁置 补码乘法 阶码乘法 来源： CSDN 作者： 一个路过的小码农110 链接： https://blog.csdn.net/JAck_chen0309/article/details/103746066

【推荐】2019 Java 开发者跳槽指南.pdf(吐血整理) >>> 12月12日，国际计算机学会 (Association for Computing Machinery , 简称 ACM)正式公布了2019年ACM Fellow名单，阿里巴巴平头哥首席科学家、达摩院高级研究员谢源当选，这也意味着谢源成为IEEE(电气与电子工程师学会)、AAAS(美国科学促进会)、ACM(国际计算机学会) 三大国际顶级学会的会士(Fellow)。 ACM创立于 1947 年，是计算机领域影响力最大的专业学术组织，ACM 评选的图灵奖被公认为世界计算机领域的诺贝尔奖。ACM Fellow是ACM授予资深会员的最高荣誉，表彰对于计算机相关领域有杰出贡献的科学家。截止2019年，全球共有1221位学者当选ACM Fellow。据了解，本次当选的58名学者研究方向涵盖计算机体系结构、人工智能、无线网络以及量子计算等领域。 资料显示，谢源是计算机体系结构、3D芯片设计领域的权威专家，其研究领域主要包括计算机体系结构、集成电路设计、电子设计自动化、和嵌入式系统设计，已发表过300多篇顶级期刊和会议论文，于2014年当选IEEE Fellow ，于今年11月当选AAAS Fellow。 对于此次入选，ACM官方表示，谢源在计算机体系结构的设计技术和工具方面做出了杰出贡献。 上个月

一、参考网址 　　1、 linux C编程一站式学习 二、笔记 　　1、一级cache与二级cache的区别 　　　　一级缓存是用VA寻址的，二级缓存是用PA寻址的，这是它们的区别 　　2、VA（虚拟地址）和PA（物理地址）的区别 　　　　CPU执行单元发出的内存地址将被MMU截获，从CPU到MMU的地址称为虚拟地址（Virtual Address，以下简称VA），而MMU将这个地址翻译成另一个地址发到CPU芯片的外部地址引脚上，也就是将VA映射成PA（Physical Address） 　　3、MMU 　　　　1）MMU将VA映射到PA是以页（Page）为单位的，32位处理器的页尺寸通常是4KB 　　　　2）物理内存中的页称为物理页面或者页帧（Page Frame） 　　　　3）虚拟内存的哪个页面映射到物理内存的哪个页帧是通过页表（Page Table）来描述的，页表保存在物理内存中，MMU会查找页表来确定一个VA应该映射到什么PA 　　　　4） MMU除了做地址转换之外，还提供内存保护机制 　　　　 5|）x86平台的虚拟地址空间是0x0000 0000~0xffff ffff，大致上前3GB（0x0000 0000~0xbfff ffff）是用户空间，后1GB（0xc000 0000~0xffff ffff）是内核空间 来源： https://www.cnblogs.com

首先为了理解 CISC 和 RISC 是什么，我们就必须先知道什么是计算机系结构。 1964年， 阿姆达尔 在介绍 IBM360 系统时指出：计算机体系结构是 站在程序员的角度所看到的计算机属性 1982年， 梅尔斯 明确了传统体系结构就是指 硬件与软件之间的界面 ，即 指令及体系结构 。 1984年， 拜尔 给出了一个含义更加广泛的定义： 体系结构是由结构、组织、实现、性能 4个基本方面组成 计算机体系结构、计算机组织和计算机实现三者关系如下： 计算机体系结构：是指计算机的概念性结构和功能属性。 计算机组织：是指计算机体系结构的逻辑实现，包括机器内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 计算机实现：是指计算机组织的物理实现。 CISC和RISC是CPU中的理论知识，它们属于 指令系统 指令数量多，使用频率差别大，可变长格式 寻址方式：支持多种 实现方式微程序控制技术（微码） 研制周期长 指令数量少，大部分为单周期指令，操作寄存器，只有Load/Store操作内存。 寻址方式：支持方式少 实现方式：增加了通用寄存器， 适合采用流水线 优化编译，有效支持高级语言。 为什么要知道 CISC 和 RISC 呢？ 因为涉及到流水线这么一个知识点。流水线知识点： 点击跳转> 文章来源: CISC 和 RISC

Textbook: 《计算机组成与设计——硬件/软件接口》 　　HI 《计算机体系结构——量化研究方法》 　 QR 在 前面一节里 我们设计了一块简单的RISC CPU，包括指令集和各个部件。现在我们来看看怎么在它的基础上构建一个pipeline ... 来源： https://www.cnblogs.com/pdev/p/11756069.html

一、概述 计算机系统结构是计算机的 机器语言 程序员或编译程序编写者所看到的外特性。所谓外特性，就是计算机的概念性结构和功能特性，主要研究计算机系统的基本工作原理，以及在硬件、软件界面划分的权衡策略，建立完整的、系统的计算机软硬件整体概念。 1982年，梅尔斯定义了组成计算机系统的若干层次，每一层都提供了一定的功能支持他上面的一层，并把不同层的界面定义为某种类型的体系结构，即指令体系结构。 1984年，拜尔给出了更加广泛的定义：体系结构由结构，组织，实现，性能4个基本方面组成。其中： 结构：指计算机系统各种硬件的互连，是计算机的概念性结构和功能属性。 组织：指各部件的动态联系与管理，是计算机体系结构的逻辑实现，包括机器内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。 实现：指各模块设计的组装完成，是计算机组织的物理实现。 性能：指计算机系统的行为表现。 二、计算机体系结构分类 1.宏观 按处理机的数量分类，分为单处理系统，并行处理与多处理系统和分布式处理系统。 （1）单处理系统：一个处理单元。 （2）并行处理与多处理系统：两个以上的处理机互连批次通信协调。 （3）分布式处理系统：指物理上远距离而松耦合的多计算机系统。如下图： 2.微观 按并行程度分类，有Flynn分类法，冯泽云分类法，Handler分类法和Kuck分类法。 （1）Flynn分类法：按指令流和数据流的多少进行分类