计算机功能和互连的顶层视图

1. 计算机元素

1. 数据和指令存在一个单独的读写存储器中
2. 存储器中的内容依据位置寻址无关于数据类型
3. 执行指令的顺序是从当前指令到下一个，除非显式的修改

1. Memory

1. 单个的存储器
   • 数据和指令存在一个单独的读写存储器中
   • 存储器中的内容依据位置寻址无关于数据类型

2. 问题：数据在CPU和主存中传输的速度远远的慢于CPU执行的速度

3. 解决方法：

   • 增加一个cache或者其他的缓冲装置来减少CPU对主存的访问频率
   • 增加一次传输的数据宽度

4. 约束：

   • 容量：越大越好
   • 速度：能够跟得上处理器
   • 价格：相对于其他组件合理

5. 约束之间的关系：

   • 更短的访问时间、每位数据的开销更大

6. 需求：

   • 大容量的数据存储
   • 高速度的访问性能

7. 解决方案：

   • 采用一种层次结构而不是单个的存储器

2. I/O

1. 在外设和CPU、主存之间交换数据

2. 问题：I/O的性能跟不上CPU的执行速度

3. 解决方法：
   • 缓冲机制
   • 新的接口技术

3. CPU

1. 从一条执行到下一条，除非发生显示的改变

2. 问题：CPU会经常出于空闲状态等待I/O设备读写完成

3. 解决方法：

   • 中断：其他设备可以中断正常的执行过程的机制

   • 中断检测：在指令周期里加上一个中断周期

     

4. 多级中断：

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   • 

4. Bus

1. 总线是一种连接多个设备的数据传输通路

2. 数据传输类型：任何总线都可以被分为三种类型
   • 数据线：在系统模块中传输数据
   • 地址线：指定数据源或接收数据的端口，也就是传输地址
   • 控制线：控制设备对数据线地址线上的内容的读取