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考点纪要|计算机硬件基础第二讲
更新时间:2019-03-14 15:36   来源:未知 作者:中国考试网2 点击:
考点纪要|计算机硬件基础第二讲

一、本次课程总结

【课堂名称】

计算机硬件基础

【重点内容】

计算机组成、指令系统、存储系统

 

【内容详解】

二、计算机组成

在一台计算机中,硬件部分主要由输入系统、输出系统、运算器、控制器和存储器组成。

运算器通常是由ALU、累加寄存器AC、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器等组成。

其中累加寄存器暂时存放ALU运算的结果信息。

控制器的组成包含程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器、时序部件等。

其中程序计数器存放是下一条指令的地址。

总线就是用来传送信息的一组通信线。是电脑中传输数据的公共通道。数据总线DB用于传送数据信息。地址总线AB是专门用来传送地址的,地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小。一般来说,若地址总线为n位,则可寻址空间为2n字节。

控制总线CB用来传送控制信号和时序信号。

三、指令系统

指令系统中采用不同寻址方式的目的是扩大寻址空间并提高编程灵活性。常见的寻址方式有:

(1)立即寻址方式:通常直接在指令的地址码部分给出操作数。

(2)内存寻址

直接寻址方式:在指令中直接给出参加运算的操作数或运算结果所存放的主存地址

间接寻址方式:在指令中给出操作数地址的地址

变址寻址方式变址寻址就是变址寄存器中的内容加地址码中的内容即可完成寻址。

(3)寄存器寻址

寄存器直接寻址:指令在执行过程中所需要的操作数来源于寄存器,

寄存器间接寻址:存放的是操作数在主存的地址

 

 

四、CISC和RISC

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五、流水线的计算

T=第一条指令执行所需时间+(指令条数-1)×流水线周期

技术指标:

吞吐率:指的是计算机中的流水线在特定的时间内可以处理的任务数量。

因为TP=n/T其中n:任务数T:处理N个任务所需要的时间。其中最大吞吐率是1/流水线周期。

加速比:完成同样一批任务,不使用流水线所花的时间和使用流水线所用的时间之比。S=Ts/Tk

六、存储系统

计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求,在计算机中必须有速度由慢到快、容量由小到大的多级层次存储器,以最优的控制调度算法和合理的成本,构成存储系统。离CPU越近的存储器,速度越快,每字节的成本越高,同时容量也因此越小。

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主存编址方式有多种,比如主存按字节编址,地址从A4000H到CBFFFH,则表示有(A4000-CBFFF)+1个字节,即28000H个字节,(0010 1000 0000 0000 0000)B=(0010 1000 00)KB=128+32=160KB。

 

 

七、RAID

RAID是由多个独立的高性能磁盘驱动器组成的磁盘子系统,从而提供比单个磁盘更高的存储性能和数据冗余的技术。

RAID机制中共分8个级别,RAID应用的主要技术有分块技术、交叉技术和重聚技术。考试当中常考的有:

RAID 0:RAID 0连续以位或字节为单位分割数据,并行读/写于多个磁盘上,因此具有很高的数据传输率,但它没有数据冗余。RAID0至少要用到2块磁盘,磁盘利用率是100%。

RAID 1:它是通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。磁盘利用率是50%。

RAID 3:类似于RAID2,数据以位存储于不同的硬盘,只是RAID3使用单块磁盘存储简单的奇偶校验信息。磁盘利用率是(N-1)/N。N至少为3。

RAID 5不单独指定的奇偶盘,而是在所有磁盘上交叉地存取数据及奇偶校验信息。RAID5磁盘利用率是(N-1)/N。N至少为3。

与RAID 5相比,RAID 6增加了第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法,数据的可靠性非常高,即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。因此,RAID 6 要求至少4块硬盘。RAID 6磁盘利用率是(N-2)/N。

RAID 10先镜像,再条带化,磁盘利用率为50。企业常用常用的RAID技术有RAID 5、RAID 10。

从数据重构和数据安全保护方面:RAID 10好于RAID 5,从I/O性能看,RAID 10好于RAID 5。从空间利用率:RAID 5好于RAID 10

RAID2.0能做到快速重构:存储池内所有硬盘参与重构,相对于传统RAID重构速度大幅提升;

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