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CPU的组成
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分诺依曼结构合格哈弗结构
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一些简称的区别
范围 MPU<CPU<MCU
DSP是数字信号处理器,SOC是一个芯片集,是芯片集合构成的系统
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层次化存储结构
分级存储的目的是平衡 容量,价格和速度之间的矛盾关系
各级存储之间基本有一个单位数量级的差别(1024),寄存器(bit),缓存MB,内存GB,硬盘TB
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cache用途,解决CPU和存储系统之间的速度不对等。
cache的依赖于程序的局部性原理
CPU的cache程序员是不可以控制的,寄存器是可以通过程序控制的。
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编址方式指的多个bit位的存储单元作为一组来存储数据
32位计算机的内存编址方式是32位,64位计算机内存编址方式是64位
如果编址方式的字长是8位(1Byte),那就就叫做按字节编址存储单元的个数=最大地址+1-最小地址
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磁盘的原理
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磁盘移壁算法
扫描算法(电梯算法)是双向的
循环算法是每次都移动到一边然后向另外一边扫描,是单向的
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数据传输控制方式
程序中断方式,完成数据准备工作以后CPU参与,无需CPU全程等待等待。
DMA方式纯一件支持,无需CPU处理数据流
程序中断的时候数据是保留在栈中
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总线
中线的特点:只能分时向总线发送数据,可以同时从总线接受数据
单工:任意时刻,信息只能又一方传递到另外一方
半双公:任意时刻,只能发送或者接受数据
全双公:任意时刻,两边可以同时发送或者接收数据。 -
CIRS和RIRS
复杂指令计算机有微码,开发周期长,目前家用电脑一般都是精简指令计算机,比如酷睿i系列,锐龙系列
精简指令计算机,指令少,研发周期短,支持高级语言,ARM架构的CPU一般是使用的精简指令集,如骁龙系列,苹果的m系列cpu
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流水线
注意理论公式和实践公式的区别,实践公司相当于第一个周期全使用最长的阶段时间,默认我们使用理论公式
流水线指令的执行不一定是三个阶段
下面图中的t表示三个阶段中时间最长的那个阶段,是流水线瓶颈时间,也叫作周期
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流水线的吞吐率和最大吞吐率
吞吐率:一秒执行的指令数。
最大吞吐率:忽略第一条执行的指令以后,计算出的吞吐率。
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流水线加速比
加速比=原始执行时间/使用流水线以后的时间,是一个大于1的数 -
校验码
奇偶校验特点只能校验一位数据变化,不能纠错
CRC循环冗余校验,可以计算出任意位数的变化,但是不能纠错
海明码可纠错,可以检错,可纠错。
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CRC 循环冗余校验计算方法
已知信息原文,和多项式,可以通过多项式得到多项式系数,然后信息原文后面加上多项式最高次幂个0以后,做短除法,得到的余数就是校验码,如果校验码小于最高次幂个,那么前面补0.如下图,多项式最高次幂是4,所以在原文后面补0000,多项式系数是10011,10111是原文+补的4个0,短除以10011,余数是1100,校验码也就是1100。
短除法的过程,如果位数不够就下落补齐,位数够就做异或运算得到余数,同0异1.