本來想自己做整理的，偶然間想起曾經有先人給我們留下的遺產，在此做一個備份

計算機組成原理2整理複習資料

第三章多層次的儲存器

l  P65 表3.1

l  P66 SRAM（靜態讀寫儲存器）和DRAM（動態讀寫儲存器）的比較

SRAM存取速度快，但容量不如DRAM

l  P71 DRAM重新整理

DRAM儲存位元是給予電容器上的電荷量儲存，這個電荷量隨著時間和溫度而減少，因此必須定期重新整理，以保持它們原來記憶的正確資訊。

集中式重新整理：DRAM的所有行在每一個重新整理中期中都被重新整理。

分散式重新整理：每一行的重新整理插入到正常的讀/寫週期之中。

l  P72 例2圖3.9

l  P73 例3圖3.10

l  RAM和ROM的區別

SRAM和DRAM都是隨機讀寫儲存器，它們的特點是資料可讀可寫。

ROM是隻讀儲存器，工作時只能讀出，不能寫入。其中儲存的原始資料，必須在它工作以前寫入。只讀儲存器工作可靠，保密性強。

l  ROM PROM EPROM FLASH優缺點概念

掩模ROM

可程式設計ROM

PROM 一次性程式設計。

EPROM光擦除可程式設計可讀儲存器，根據需要寫入，需要更新時將元儲存內容抹去，再寫入新的內容。

FLASH高密度非失易失行的讀/寫儲存器。高密度意味著它具有巨大位元數目的儲存容量。非易失性以為這存放的資料在沒有電源的情況下可以長期保持。

l  模組化儲存器

編址方式：順序、交叉（工作原理，概念）圖3.26

順序：某個模組存取時，其他模組不工作。某個模組出現故障時，其他模組可以正常故障。新增模組來擴充儲存器容量也比較方便。但是各模組序列工作，儲存器的頻寬受到了限制。

交叉：可以實現多模組流水式並行存取，大大提高儲存器的頻寬。

l  Cache 定義、功能和CPU和主存間速度、基本原理

cache是一種高速緩衝儲存器，是為了解決CPU和主存速度不匹配而採用的技術。原理基於程式執行中具有的空間區域性性和時間區域性性的特徵。

           cache位於CPU內，由全硬體組成，速度快於主存

l  Cache 命中率、平均訪問時間訪問效率 P92 例6

Nc：cache完成存取的總次數。

Nm：主存完成存取的總次數

h：命中率。Nc/(Nc+Nm)

tc：命中時cache訪問時間

tm：未命中時的主存訪問時間

ta：cache/主存心態的平均訪問時間。ta=h*tc+(1-h)*tm

r：主存慢於cache的倍率。tm/tc

e：訪問效率。tc/ta=tc/(h*tc+(1-h)*tm)=1/(h+(1-h)*r)=1/(r+(1-r)*h)

l  對映方式全相聯、直接、組相聯 P96 例 7、8、9

cache資料塊大小稱為行Li（i=0——2^r-1），主存資料塊大小稱為塊Bi（i=0——2^s-1）。行與塊是等長的，每個行（塊）由k=2^w個連續字組成。

全相聯對映方式

主存地址長度=s+w位（標記大小s，字號w），定址單元長度=行大小=塊大小=2^w，主存的塊數=2^s，標記大小=s，cache行數不由地址格式確定。

直接對映方式

主存地址長度=s+w位(標記大小=s-r，行號r，字號w)，定址單元長度=2^(s+w)，行大小=塊大小=2^w，主存的塊數=2^s，cache行數=m=2^r。

組相聯對映方式

主存地址長度=s+w位(標記大小=s-d，組號d，字號w)，定址單元長度=2^(s+w)，行大小=塊大小=2^w，主存的塊數=2^s，每組行數=k，每組的v=2^d，cache行數=kv

l  寫策略 P97

寫回法：當CPU寫cache命中時，只修改cache的內容，而不立即寫入主存；只有當此行被換出時才寫回主存。

全寫法：當寫cache命中時，cache與主存同時發生寫修改，因而較好地維護了cache與主存的內容的一致性。

寫一次法：寫命中與寫未命中的處理方法與寫回法基本相同，只是第一次寫命中是要同時寫入主存。

l  3.7虛擬儲存器（實地址、虛地址）

虛地址（邏輯地址）：使用者編織程式時使用的地址

實地址（實體地址）：計算機實體記憶體的訪問地址。

l  3種傳送方式

第六章匯流排系統

匯流排分類：內部匯流排、系統匯流排、I/O匯流排

匯流排特性：物理特性、功能特性、電氣特性、時間特性

l  單匯流排多匯流排優缺點、特點

單匯流排

所有的高速裝置和低俗裝置都掛在同一總線上，切匯流排只能分時工作，即某一時間只能執行一對裝置之間傳送資料。

連線到總線上的邏輯部件必須高速執行，一邊在某些裝置需要使用匯流排時，能迅速獲得匯流排控制權；而當不再使用匯流排時，能迅速放棄匯流排控制權。否則，由於一條匯流排由多種功能部件共用，可能導致很大的時間延遲。

結構簡單，容易擴充套件多CPU系統。

多匯流排

多匯流排結構體現了高速、中速、低俗裝置連線到不同的總線上同時進行工作，以提高匯流排的效率和吞吐量，而且處理器結構的變化不影響高速匯流排。

l  匯流排仲裁方式：集中式分散式特點

集中式仲裁：

鏈式查詢方式

優點：只用很少幾根線就能按一定優先次序實現匯流排仲裁，並且這種鏈式結構很容易擴充裝置。缺點：對詢問鏈的電路故障很敏感。優先順序固定，如果優先順序高的裝置出現頻繁的請求時，那麼優先順序低的裝置可能長期不能使用匯流排。

計數器定時查詢方式

優先順序的順序是固定的，如果從中止點開始，優先順序相等。這樣可以方便改變有線次序，但是是以增加線數為代價。

獨立請求方式

優點 響應時間快，對優先次序的控制相當靈活，可以通過程式來改變優先次序，可以用遮蔽某個請求的辦法，不響應來自無效裝置的請求。

分散式仲裁：

       每個功能模組都有自己的仲裁號和仲裁器，有匯流排請求時，把唯一的仲裁號傳送到共享的仲裁總線上，每個仲裁器講中拆總線上得到的號與自己的號進行比較，如果仲裁總線上的號大，則他的匯流排請求不予響應，並撤銷仲裁號。獲勝者的仲裁號保留在仲裁總線上。

l  PCI匯流排 P200

同步時序協議 集中式仲裁策略 支援無線的猝發式傳送

第七章外存與I/O裝置

l  外圍裝置

組成：儲存介質 驅動裝置 控制電路

分類：輸入裝置 輸出裝置 外村裝置 資料通訊裝置 過程控制裝置

l  磁碟上的資訊分佈

l  資訊指標（道密度位密度）例1

儲存密度

道密度：眼磁碟半徑方向單位長度上的磁軌數。道/英寸。

位密度：刺刀單位長度上能記錄的二進位制程式碼位數。位/英寸。

面密度：位密度和到密度的乘積。位/平方英寸

       Ta平均存取時間

       Ts平均找道時間 1/2r平均等待時間 r磁碟旋轉速率 N每磁軌位元組數 b傳送的位元組數

Ta=Ts+1/(2*r)+b/(r*N)

Dr資料傳輸率

D位密度 v磁碟旋轉的線速度磁碟選擇速度n轉/秒 磁軌容量N個位元組

Dr=nN=Dv

l  顯示P224

解析度是指顯示器所能表示的畫素個數。取決於映象管熒光粉的粒度、熒光屏的尺寸和CRT電子束的聚焦能力。

畫素越高，解析度越高，影象越清晰。

灰度級是指黑白顯示器中所顯示的畫素點的亮暗差別，在彩色顯示器中表現為顏色的不同。取決於每個畫素對應重新整理儲存器單元的位數和CRT本身的效能。

灰度級越多，影象層次越清楚逼真。

第八章輸入輸出系統

l  P236 資訊交換方式軟/硬體實行適用於。。

程式查詢方式 軟體

CPU的操作和外圍裝置的操作能夠同步，而且硬體結構比較簡單。CPU浪費很大。僅適用於微控制器和數字處理DSP。

程式中斷方式 軟體

外圍裝置通知CPU送出輸入資料或接受輸出資料的一種方式。適用於隨機出現的服務，並且一旦提出要求，應立即進行。微機。

直接記憶體訪問（DMA）方式 硬體

適用於記憶體和告訴外圍裝置之間大批資料交換的場合，微機。

通道方式 硬體

大型計算機。

l  P240 中斷方式

l  P242 圖8.6

BS工作標誌觸發器

RD中斷觸發器 準備就緒的標準 做好一次資料的接受或傳送1

EI允許中斷觸發器某裝置可以向CPU發出中斷請求 1（軟體控制是否允許裝置發出中斷請求）

IR中斷請求觸發器某裝置發出了中斷請求1

IM中斷遮蔽觸發器1CPU不受理外界的中斷

l  P243 單級中斷多級中斷保護現場資訊堆疊

好處：控制邏輯簡單，儲存和回覆限產的過程按先進後出順序進行；每一級中斷不必單獨設定現場保護區，各級中斷限產可按順序放在同一個棧裡。

l  P251 DMA傳送方式原理、優點

DMA控制器從CPU完全接管對匯流排的控制，資料交換不經過CPU，而直接在記憶體和I/O裝置之間進行。

DMA和CPU分時使用記憶體：1、停止CPU訪內2、週期挪用3、DMA與CPU交替訪內

l  P258 通道

l  P260 工作方式選擇、多路基本思路

選擇通道

用於連線高速外圍裝置（磁碟磁帶），以資料塊方式船速。由於傳輸率很高，所有職位一臺裝置符文是合理的。但是這類裝置的輔助操作時間很長。

多路通道

       陣列多路通道

當某裝置進行資料傳送時，通道只為改裝置服務。當裝置執行定址，通道暫時斷開與這個裝置的連線，掛起該裝置的通道程式，去為其他裝置服務。

優點：保留了選擇通道高速傳送資料的優點，又充分利用了控制性操作的時間間隔為其他裝置服務，是通道效率得到充分發揮。

位元組多路通道 用於連線大量的低速裝置（鍵盤印表機）。這些裝置的資料傳輸率很低，傳送兩個位元組之間有很多空閒時間，位元組多路通道利用這個空閒時間為其他裝置服務。

共同點：都是多路通道，在一段時間內能交替執行多個裝置的通道程式，社這些裝置同時工作。