软考架构师（1）——计算机组成与体系结构

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1：概念

①计算机系统结构：指的是计算机传统的软硬件的界面，即机器语言程序员所看到的计算机的属性，即概念性结构与功能特性。   

②计算机组成：指的是计算机系统结构的逻辑实现，包含物理机器级中的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。   

③计算机实现：指的是计算机组成的物理实现，包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，模块、插件、底板的划分与链接，信号传输，电源、冷却及整机装配技术等。 

 ④关系：同一种系统结构能够用不一样组成来实现。

2：计算机系统的多级层次结构

　　

3：Flynn分类法：

根据指令流与数据流进行分类

　　

4：CPU架构

5：层次化存储结构

1. 存储系统由两部分构成:

① 存放程序和数据的存储器

② 控制存储器工做的存储控制部件

2 .存储器的3个主要指标：速度T、容量S、和价格C

3. 存储器的层次结构

4.Cache

①“Cache—主存”层次 目的：弥补主存速度的不足

② 改进Cache性能 ：平均访存时间=命中时间+不命中率×不命中开销

1）下降不命中率：

增长Cache块大小：适当增长块的大小，但不能增大到使不命中率上升的程度； 可是，增长块大小同时也会增长不命中开销。

提升相联度：相联度越高（即n值越大）， Cache空间的利用率就越高，块冲突几率就越低，于是Cache的不命中率就越低；可是，提升相联度则可能以增长命中时间为代价。

增长Cache容量：Cache的容量越大，命中率也就越高；但命中率达到必定值后，随着Cache容量的增长，命中率提升的速度渐渐放慢。

2）减小不命中开销

3）减小命中时间 CPU时间 =（ CPU执行周期数+存储器停顿周期数）×时钟周期时间

5：局部性原理

时间局部性：程序即将用到的信息极可能就是目前正在使用的信息。（如高访问量的数据直接放在cache中提升效率）

空间局部性：程序即将用到的信息极可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。（如数组）

6：主存-分类：

随机存储器和只读存储器

7：主存编址：

（1）C7FFFH - AC000H 等于 解得112

（2）（112K *16 bit ）/（28 * 16K * X ）= 1，解得X=4

8：磁盘结构

 

 

 

6：系统性能指标：

一、字长：字长是CPU可以直接处理的二进制数据位数，它直接关系到计算机的计算精度、功能和速度。字长越长处理能力就越强。常见的微机字长有8位、16位和32位。

二、运算速度：运算速度是指计算机每秒中所能执行的指令条数，通常用MIPS为单位。

三、主频：主频是指计算机的时钟频率，单位用MHz表示。

四、内存容量:内存容量是指内存储器中可以存储信息的总字节数，通常以KB、MB为单位。

五、外设配置:外设是指计算机的输入/输出设备。

阿姆达尔解决方案：加速比

 

7：性能评价方法