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文檔簡介
1、文檔編碼 : CF10C1U8N10R2 HU2N5Z4T6T1 ZU3S8N4P5B10運(yùn)算機(jī)組成原理(白中英)復(fù)習(xí)第一章運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)概論電子數(shù)字運(yùn)算機(jī)的分類(P1)通用運(yùn)算機(jī)(超級運(yùn)算機(jī),大型機(jī),服務(wù)器,工作站,微型機(jī)和單片機(jī))和專用運(yùn)算機(jī);運(yùn)算機(jī)的性能指標(biāo)(P5)數(shù)字運(yùn)算機(jī)的五大部件及各自主要功能(P6)五大部件:儲(chǔ)備器,運(yùn)算器,把握器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備;儲(chǔ)備器主要功能:儲(chǔ)存原始數(shù)據(jù)和解題步驟;運(yùn)算器主要功能:進(jìn)行算術(shù),規(guī)律運(yùn)算;把握器主要功能:從內(nèi)存中取出解題步驟程序分析,執(zhí)行操作;輸入設(shè)備主要功能:把人們所熟識(shí)的某種信息形式變換為機(jī)器內(nèi)部所能接收和識(shí)別的二 進(jìn)制信息形式;輸出設(shè)備主要
2、功能:把運(yùn)算機(jī)處理的結(jié)果變換為人或其他機(jī)器所能接收和識(shí)別的信息形式;運(yùn)算機(jī)軟件(P11)系統(tǒng)程序用來治理整 個(gè)運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用程序按任務(wù)需要編 制成的各種程序其次章運(yùn)算方法和運(yùn)算器課件+作業(yè)第三章內(nèi)部儲(chǔ)備器儲(chǔ)備器的分類(P65)按儲(chǔ)備介質(zhì)分類:易失性:半導(dǎo)體儲(chǔ)備器非易失性:磁表面儲(chǔ)備器,磁芯儲(chǔ)備器,光盤儲(chǔ)備器按存取方式分類:存取時(shí)間與物理地址無關(guān)(隨機(jī)拜望):隨機(jī)儲(chǔ)備器 RAM 在程序的執(zhí)行過程中可讀可寫 只讀儲(chǔ)備器 ROM 在程序的執(zhí)行過程中只讀 存取時(shí)間與物理地址有關(guān)(串行拜望):次序存取儲(chǔ)備器 磁帶 直接存取儲(chǔ)備器 磁盤 按在運(yùn)算機(jī)中的作用分類:主儲(chǔ)備器:隨機(jī)儲(chǔ)備器RAM 靜態(tài)RAM ,動(dòng)
3、態(tài)RAM 只讀儲(chǔ)備器 ROM MROM ,PROM ,EPROM ,EEPROM Flash Memory 高速緩沖儲(chǔ)備器(Cache)幫忙儲(chǔ)備器磁盤,磁帶,光盤儲(chǔ)備器的分級(P66)第 1 頁,共 10 頁儲(chǔ)備器三個(gè)主要特性的關(guān)系:速度,容量,價(jià)格 /位多級儲(chǔ)備器體系結(jié)構(gòu):高速緩沖儲(chǔ)備器(主儲(chǔ)備器的技術(shù)指標(biāo)(P67)cache),主儲(chǔ)備器,外儲(chǔ)備器;儲(chǔ)備容量:儲(chǔ)備單元個(gè)數(shù)M 每單元位數(shù)N,時(shí)間單位為ns;存取時(shí)間:從啟動(dòng)讀寫操作到操作完成的時(shí)間存取周期:兩次獨(dú)立的儲(chǔ)備器操作所需間隔的最小時(shí)間儲(chǔ)備器帶寬:單位時(shí)間里儲(chǔ)備器所存取的信息量,位 速率的重要技術(shù)指標(biāo);SRAM 儲(chǔ)備器(P67)/秒,字
4、節(jié)/每秒,是衡量數(shù)據(jù)傳輸基本儲(chǔ)備元:用一個(gè)鎖存器 觸發(fā)器作為儲(chǔ)備元;基本的靜態(tài)儲(chǔ)備元陣列(P68)雙譯碼方式(P68)讀周期,寫周期,存取周期(P70)DRAM 儲(chǔ)備器(P70)基本儲(chǔ)備元:由一個(gè) MOS 晶體管和電容器組成的記憶電路;儲(chǔ)備原理:所儲(chǔ)備的信息 1 或0 由電容器上的電荷量來表達(dá)(布滿電荷:1;沒有電荷:0);一個(gè)DRAM 儲(chǔ)備元的寫,讀,刷新操作(P71)DRAM 的刷新:集中式刷新和分散式刷新(P73)儲(chǔ)備器容量的擴(kuò)充(P73)位擴(kuò)展增加儲(chǔ)備字長(P73)字?jǐn)U展增加儲(chǔ)備字的數(shù)量(P73)字,位擴(kuò)展(P74)例題(P73)只讀儲(chǔ)備器 ROM (P80)掩模ROM ,PROM ,
5、EPROM ,EEPROM ,Flash 儲(chǔ)備器(P80-86)并行儲(chǔ)備器(P86)雙端口儲(chǔ)備器:指同一個(gè)儲(chǔ)備器具有兩組相互獨(dú)立的讀寫把握線路;多模塊交叉儲(chǔ)備器:連續(xù)地址分布在相鄰的不同模塊內(nèi),同一個(gè)模塊內(nèi)的地址都是不連續(xù)的;對連續(xù)字的成塊傳送可實(shí)現(xiàn)多模塊流水式并行存取,大大提高儲(chǔ)備器的帶寬;cache 基本原理(P92)防止 CPU “空等”現(xiàn)象CPU 和主存(DRAM )的速度差異程序拜望的局部性原理cache 由高速的SRAM 組成cache 的基本原理(P93)命中,未命中,命中率(P93)例題(P94)cache 與主存的地址映射(P94)全相聯(lián)映像:主存中的任一塊可以映象到緩存中的
6、任一塊;直接映像:每個(gè)緩存塊可以和如干個(gè)主存塊對應(yīng);每個(gè)主存塊只能和一個(gè)緩存塊對應(yīng);組相聯(lián)映像:某一主存塊 替換算法(P98)j 按模u 映射到緩存的第i 組中的任一塊;先進(jìn)先出算法(FIFO):把一組中最先調(diào)入 cache 的塊替換出去,不需要隨時(shí)記錄各個(gè)第 2 頁,共 10 頁塊的使用情形,所以實(shí)現(xiàn)簡潔,開銷小;近期最少使用算法(LRU ):將近期內(nèi)長期未被拜望過的行塊換出;每行設(shè)置一個(gè)計(jì)數(shù)器,cache 每命中一次,命中行計(jì)數(shù)器清零,其它各行計(jì)數(shù)器增 各特定行的計(jì)數(shù)值,將計(jì)數(shù)值最大的行換出;1;當(dāng)需要替換時(shí),比較最不常常使用(LFU ):被拜望的行計(jì)數(shù)器增加1,換值小的行,不能反映近期c
7、ache 的拜望情形;隨機(jī)替換:從特定的行位置中隨機(jī)地選取一行換出;cache 的寫操作策略(P99)寫回法,全寫法,寫一次法(P99-100)第四章指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)(P103)程序,高級語言,機(jī)器語言,指令,指令系統(tǒng),復(fù)雜指令系統(tǒng)運(yùn)算機(jī)(CISC ),精簡指 令系統(tǒng)運(yùn)算機(jī)(RISC )(P103)指令格式(P105)操作碼:指令操作性質(zhì)的二進(jìn)制數(shù)代碼地址碼:指令中的地址碼用來指出該指令的源操作數(shù)地址 一條指令的地址;一個(gè)或兩個(gè) ,結(jié)果地址及下三地址指令,二地址指令,一地址指令,零地址指令;三種二地址指令(SS,RR ,RS)(P106)指令字長度,機(jī)器字長(P107)例題(P110)操作數(shù)類
8、型(P110)地址數(shù)據(jù),數(shù)值數(shù)據(jù),字符數(shù)據(jù),規(guī)律數(shù)據(jù) 尋址方式(P112)確定本條指令的操作數(shù)地址,下一條欲執(zhí)行 指令的指令地址指令尋址次序?qū)ぶ?PC+1 跳動(dòng)尋址轉(zhuǎn)移類指令 數(shù)據(jù)尋址(P112-116)立刻尋址形式地址就是操作數(shù)直接尋址有效地址由形式地址直接給出隱含尋址操作數(shù)地址隱含在操作碼中間接尋址有效地址由形式地址間接供應(yīng)寄存器尋址有效地址即為寄存器編號(hào)寄存器間接尋址有效地址在寄存器中基址尋址有效地址 =形式地址+基地址變址尋址有效地址=形式地址+變址寄存器的內(nèi)容相對尋址有效地址 =PC 的內(nèi)容+形式地址堆棧尋址棧頂指針段尋址例題(P118)指令的分類(119)第 3 頁,共 10 頁數(shù)
9、據(jù)處理,數(shù)據(jù)儲(chǔ)備,數(shù)據(jù)傳送,程序把握RISC 技術(shù)(P121)RISC精簡指令系統(tǒng)運(yùn)算機(jī) CISC復(fù)雜指令系統(tǒng)運(yùn)算機(jī)RISC 指令系統(tǒng)的特點(diǎn)(P121)第五章中心處理器CPU 的功能(P127)指令把握,操作把握,時(shí)間把握,數(shù)據(jù)加工CPU 的基本組成(P127)把握器,運(yùn)算器,cache CPU 中的主要寄存器(P128)數(shù)據(jù)緩沖寄存器(DR),指令寄存器(IR ),程序計(jì)數(shù)器通用寄存器,狀態(tài)字寄存器(PSW)操作把握器的分類(P130)時(shí)序規(guī)律型:硬布線把握器儲(chǔ)備規(guī)律型:微程序把握器指令周期(P131)取出并執(zhí)行一條指令所需的全部時(shí)間;指令周期,機(jī)器周期,時(shí)鐘周期(P131)一個(gè)指令周期含如
10、干個(gè)機(jī)器周期一個(gè)機(jī)器周期包含如干個(gè)時(shí)鐘周期取指周期(數(shù)據(jù)流)(P132)執(zhí)行周期(數(shù)據(jù)流)(P133 138)時(shí)序信號(hào)的作用和體制(P141)(PC),數(shù)據(jù)地址寄存器(AR),時(shí)序信號(hào)的基本體制是電位脈沖制;數(shù)據(jù)加在觸發(fā)器的電位輸入端 D ,打入數(shù)據(jù)的把握信號(hào)加在觸發(fā)器的時(shí)鐘脈沖輸入端 CP;電位高低表示數(shù)據(jù)是 1 仍是0,要求打入數(shù)據(jù)的把握信號(hào)來之前電位信號(hào)必需已穩(wěn)固;節(jié)拍電位,節(jié)拍脈沖(P142)各項(xiàng)操作都由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)把握,在每個(gè)機(jī)器把握器的把握方式(P144)同步把握方式:即固定時(shí)序把握方式,周期中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位和工作脈沖;異步把握方式:不受統(tǒng)一的時(shí)鐘周期 信息交換實(shí)行應(yīng)答方
11、式;節(jié)拍的約束;各操作之間的連接與各部件之間的聯(lián)合把握方式:同步把握和異步把握相結(jié)合的方式,大部分指令在固定的周期內(nèi)完成,少數(shù)難以確定的操作接受異步方式;微程序把握原理(P145)微程序把握是指運(yùn)行一個(gè)微程序來實(shí)現(xiàn)一條機(jī)器指令的功能;微程序把握的基本思想:仿照運(yùn)算機(jī)的解題程序,把微操作把握信號(hào)編制成通常所說的“微指令” ,再把這些微指令按時(shí)序先后排列成微程序,將其存放在一個(gè)只讀儲(chǔ)備器里,當(dāng)運(yùn)算機(jī)執(zhí)行指令時(shí),一條條地讀出這些微指令,從而產(chǎn)生相應(yīng)的操作把握信號(hào),把握相應(yīng)的部件執(zhí)行規(guī)定的操作;微程序,微指令,微命令,微操作(P145)機(jī)器指令與微指令的關(guān)系(P150)第 4 頁,共 10 頁微命令的
12、編碼方法(P151)直接表示法:微指令的每一位代表一個(gè)微命令,不需要譯碼;編碼表示法:把一組相斥性的微命令信號(hào)組成一個(gè)小組即一個(gè)字段,然后通過小組字段 譯碼器對每一個(gè)微命令信號(hào)進(jìn)行譯碼,譯碼輸出作為操作把握信號(hào);混合表示法:把直接表示法與字段編碼表示法混合使用,以便能綜合考慮微指令字長,靈敏性,速度等方面的要求;微指令格式(P153)水平型微指令:是指一次能定義并能并行執(zhí)行多個(gè)微命令的微指令;垂直型微指令:微指令中設(shè)置微操作碼字段,接受微操作碼編譯法,由微操作碼規(guī)定微指令的功能,稱為垂直型微指令;垂直型微指令的結(jié)構(gòu)類似于機(jī)器指令的結(jié)構(gòu);硬連線把握器(P155 )基本思想:通過規(guī)律電路直接連線而
13、產(chǎn)生的,又稱為組合規(guī)律把握方式;這種規(guī)律電路是一種由門電路和觸發(fā)器構(gòu)成的復(fù)雜樹形規(guī)律網(wǎng)絡(luò);三個(gè)輸入:來自指令操作碼譯碼器的輸出;來自執(zhí)行部件的反饋信息;來自時(shí)序產(chǎn)生器的時(shí)序信號(hào),包括節(jié)拍電位信號(hào)M 和節(jié)拍脈沖信號(hào)T;一個(gè)輸出:微操作把握信號(hào)硬布線把握器的基本原理:某一微操作把握信號(hào) 并行處理技術(shù)(P161 )C 用一個(gè)規(guī)律函數(shù)來表達(dá);并行性的概念:問題中具有可以同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算或操作的特性;時(shí)間并行:讓多個(gè)處理過程在時(shí)間上相互錯(cuò)開,輪番使用同一套硬件設(shè)備的各個(gè)部件,以加快硬件周轉(zhuǎn)而贏得速度,實(shí)現(xiàn)方式就是接受流水處理部件;空間并行:以數(shù)量取勝;它能真正的表達(dá)同時(shí)性時(shí)間+空間并行:綜合應(yīng)用;流水線的分
14、類(P163 )Pentium 中接受了超標(biāo)量流水線技術(shù);指令流水線:指指令步驟的并行;將指令流的處理過程劃分為取指令,譯碼,取操作數(shù),執(zhí)行,寫回等幾個(gè)并行處理的過程段;算術(shù)流水線:指運(yùn)算操作步驟的并行;如流水加法器,流水乘法器,流水除法器等;處理機(jī)流水線:是指程序步驟的并行;由一串級聯(lián)的處理機(jī)構(gòu)成流水線的各個(gè)過程段,每臺(tái)處理機(jī)負(fù)責(zé)某一特定的任務(wù);流水線中的主要問題(P164)資源相關(guān):指多條指令進(jìn)入流水線后在同一機(jī)器時(shí)鐘周期內(nèi)爭用一個(gè)功能部件所發(fā)生的沖突;數(shù)據(jù)相關(guān):在一個(gè)程序中,假如必需等前一條指令執(zhí)行完畢后,才能執(zhí)行后一條指令;解決數(shù)據(jù)相關(guān)沖突的方法:為明白決數(shù)據(jù)相關(guān)沖突,流水CPU 的運(yùn)
15、算器中特意設(shè)置如干運(yùn)算結(jié)果緩沖寄存器,臨時(shí)保留運(yùn)算結(jié)果,以便于后繼指令直接使用,稱為“向前”或定向傳 送技術(shù);把握相關(guān):由轉(zhuǎn)移指令引起的;解決把握相關(guān)沖突的方法:推遲轉(zhuǎn)移法,轉(zhuǎn)移估計(jì)法;例題(P165)第六章總線系統(tǒng)總線的概念(P184)總線是構(gòu)成運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的互聯(lián)機(jī)構(gòu),是多個(gè)系統(tǒng)功能部件之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的公共通路;第 5 頁,共 10 頁總線的分類(P184)內(nèi)部總線 CPU 內(nèi)部連接各寄存器及運(yùn)算部件之間的總線;系統(tǒng)總線 CPU 和運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)中其他高速功能部件相互連接的總線;按系統(tǒng)傳輸信 息的不同,又可分為三類:數(shù)據(jù)總線,地址總線和把握總線;I/O 總線中,低速 I/O 設(shè)備之間相互連接的總
16、線;總線性能指標(biāo)(P185 )總線寬度:指數(shù)據(jù)總線的根數(shù);尋址才能:取決于地址總線的根數(shù);PCI 總線的地址總線為32 位,尋址才能達(dá)4GB;傳輸率:也稱為總線帶寬,是衡量總線性能的重要指標(biāo);例題(P193)總線上信息傳送方式(P190)串行傳送:使用一條傳輸線,接受脈沖傳送(有脈沖為 沖的處理方法:位時(shí)間;1,無脈沖為0);連續(xù)幾個(gè)無脈并行傳送:每一數(shù)據(jù)位需要一條傳輸線,一般接受電位傳送(電位高為1,電位低為0);分時(shí)傳送:總線復(fù)用,共享總線的部件分時(shí)使用總線;總線接口(P192)I/O 接口,也叫適配器,和CPU 數(shù)據(jù)的交換確定是并行的方式,和外設(shè)數(shù)據(jù)的交換可以是并行的,也可以是串行的;總
17、線的仲裁(P193)集中式仲裁:有統(tǒng)一的總線仲裁器;鏈?zhǔn)讲樵兎绞?計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式,獨(dú)立懇求方式(P193 195)分布式仲裁:不需要中心仲裁器,每個(gè)潛在的主方功能模塊都有自己的仲裁器和仲裁號(hào);(P195)總線的定時(shí)(P196)同步定時(shí):大事顯現(xiàn)在總線上的時(shí)刻由總線時(shí)鐘信號(hào)來確定;異步定時(shí):后一大事顯現(xiàn)在總線上的時(shí)刻取決于前一大事的顯現(xiàn),即建立在應(yīng)答式或互鎖機(jī)制基礎(chǔ)上;PCI 總線(P200)PCI:外圍設(shè)備互連,PCI 總線:連接各種高速的 PCI 設(shè)備;PCI 是一個(gè)與處理器無關(guān)的高速外圍總線,又是至關(guān)重要的層間總線;它接受同步時(shí)序協(xié)議和集中式仲裁策略,并具有自動(dòng)配置才能;PCI 總線支
18、持無限的猝發(fā)式傳送;即插即用;第七章外圍設(shè)備外圍設(shè)備的定義和分類(P209)除了CPU 和主存外,運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的每一部分都可作為一個(gè)外圍設(shè)備來看待;外圍設(shè)備可分為輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,外存設(shè)備,數(shù)據(jù)通信設(shè)備和過程把握設(shè)備幾大類;磁記錄原理(P210)運(yùn)算機(jī)的外儲(chǔ)備器又稱磁表面儲(chǔ)備設(shè)備;所謂磁表面儲(chǔ)備,是用某些磁性材料薄薄地涂在金屬鋁或塑料表面作載磁體來儲(chǔ)備信息;磁盤儲(chǔ)備器,磁帶儲(chǔ)備器均屬于磁表面儲(chǔ)備器;磁性材料上顯現(xiàn)剩磁狀態(tài)的地方形成了一個(gè)磁化元或儲(chǔ)備元,的最小單位;磁表面儲(chǔ)備器的讀寫原理(P211)是記錄一個(gè)二進(jìn)制信息位在磁表面儲(chǔ)備器中,利用一種稱為磁頭的裝置來形成和判別磁層中的不同磁化狀態(tài);通
19、第 6 頁,共 10 頁過電-磁變換,利用磁頭寫線圈中的脈沖電流,可把一位二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成載磁體儲(chǔ)備元的不同剩磁狀態(tài);通過磁-電變換,利用磁頭讀出線圈,可將由儲(chǔ)備元的不同剩磁狀態(tài)表示的二進(jìn)制代碼轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出;磁盤的組成和分類(P213)硬磁盤是指記錄介質(zhì)為硬質(zhì)圓形盤片的磁表面儲(chǔ)備設(shè)備;把握器,磁盤驅(qū)動(dòng)器三大部分組成;它主要由磁記錄介質(zhì),磁盤溫徹斯特磁盤簡稱溫盤,是一種接受先進(jìn)技術(shù)研制的可移動(dòng)磁頭固定盤片的磁盤機(jī);它是一種密封組合式的硬磁盤,即磁頭,盤片,電機(jī)等驅(qū)動(dòng)部件乃至讀寫電路等 組裝成一個(gè)不行任憑拆卸的整體;磁盤上信息的分布(P215)記錄面,磁道,扇區(qū)(P215)磁道編號(hào)(P215)
20、磁盤地址由記錄面號(hào)(也稱磁頭號(hào))磁盤儲(chǔ)備器的技術(shù)指標(biāo)(P216),磁道號(hào)和扇區(qū)號(hào)三部分組成;儲(chǔ)備密度:儲(chǔ)備密度分道密度,位密度和面密度;道密度:沿磁盤半徑方向單位長度上的磁道數(shù),單位道位密 /英寸;度:磁道單位長度上能記錄的二進(jìn)制代碼位數(shù),單位為位 /英寸;面密度:位密度和道密度的乘積,單位為位 /平方英寸;平均儲(chǔ)備時(shí)間=尋道時(shí)間+等待時(shí)間+數(shù)據(jù)傳送時(shí)間(P216)數(shù)據(jù)傳輸率(P217)例題(P217)磁盤cache(P218)磁盤 cache 是為了補(bǔ)償慢速磁盤和主存之間速度上的差異;磁盤陣列 RAID (P218)RAID :獨(dú)立磁盤冗余陣列(廉價(jià)冗余磁盤陣列),或簡稱磁盤陣列;簡潔的說,
21、RAID 是一種把多塊獨(dú)立的硬盤(物理硬盤)按不同方式組合起來形成一個(gè)硬盤組(規(guī)律硬盤),從而供應(yīng)比單個(gè)硬盤更高的儲(chǔ)備性能和供應(yīng)數(shù)據(jù)冗余的技術(shù);組成磁盤陣列的不同方式成為 RAID 級別;RAID 0 提高儲(chǔ)備性能的原理是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到多個(gè)磁盤上存取,這樣,系統(tǒng)有數(shù)據(jù)懇求就可以被多個(gè)磁盤并行的執(zhí)行,每個(gè)磁盤執(zhí)行屬于它自己的那部分?jǐn)?shù)據(jù)懇求;這種數(shù)據(jù)上的并行操作可以充分利用總線的帶寬,顯著提高磁盤整體存取性能;第八章輸入輸出系統(tǒng)外圍設(shè)備的速度分級(P236)在CPU 和外設(shè)之間數(shù)據(jù)傳送時(shí)加以定時(shí):速度極慢或簡潔的外設(shè):CPU 只需要接受或者發(fā)送數(shù)據(jù)即可;慢速或者中速的設(shè)備:可以接受異步定時(shí)的方
22、式;高速外設(shè):接受同步定時(shí)方式;I/O 和主機(jī)信息交換方式(P237)程序查詢方式,程序中斷方式,直接內(nèi)存拜望(程序查詢方式(P239 )DMA )方式,通道方式數(shù)據(jù)在CPU 和外圍設(shè)備之間的傳送完全靠運(yùn)算機(jī)程序把握;當(dāng)需要輸入 /輸出時(shí),CPU 暫停執(zhí)行主程序,轉(zhuǎn)去執(zhí)行設(shè)備輸入 /輸出的服務(wù)程序,依據(jù)服務(wù)程序中的 I/O 指令進(jìn)行數(shù)第 7 頁,共 10 頁據(jù)傳送;這是一種最簡潔,最經(jīng)濟(jì)的輸入/輸出方式,只需要很少的硬件;但由于外圍設(shè)備動(dòng)作很慢,程序進(jìn)入查詢循環(huán)時(shí)將鋪張 CPU 時(shí)間;中斷的概念(P242)中斷是指 CPU 臨時(shí)中止現(xiàn)行程序,轉(zhuǎn)去處理隨機(jī)發(fā)生的緊急大事,處理完后自動(dòng)返回原程序的
23、功能和技術(shù);程序中斷方式的原理(P242)在程序中斷方式中,某一外設(shè)的數(shù)據(jù)預(yù)備就緒后,它“主動(dòng)”向 CPU 發(fā)出懇求中斷的信號(hào),懇求CPU 臨時(shí)中斷目前正在執(zhí)行的程序而進(jìn)行數(shù)據(jù)交換;當(dāng) CPU 響應(yīng)這個(gè)中斷時(shí),便暫停運(yùn)行主程序,并自動(dòng)轉(zhuǎn)移到該設(shè)備的中斷服務(wù)程序;當(dāng)中斷服務(wù)程序終止以后,CPU 又回到原先的主程序;中斷處理過程中的幾個(gè)問題(P243)CPU 只有在當(dāng)前一條指令執(zhí)行完畢后,即轉(zhuǎn)入公操作時(shí)才受理設(shè)備的中斷懇求;儲(chǔ)存現(xiàn)場(P243)中斷屏蔽(P243)中斷處理過程(P243)單級中斷和多級中斷(P245)單級中斷系統(tǒng)中,全部的中斷源都屬于同一級,全部中斷源觸發(fā)器排成一行,其優(yōu)先次序是離
24、CPU 近的優(yōu)先權(quán)高;當(dāng)響應(yīng)某一中斷懇求時(shí),執(zhí)行該中斷源的中斷服務(wù)程序;在此過程中,不答應(yīng)其他中斷源再打斷中斷服務(wù)程序,既使優(yōu)先權(quán)比它高的中斷源也不能再打斷;多級中斷系統(tǒng)是指運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)中有相當(dāng)多的中斷源,依據(jù)各中斷大事的輕重緩急程度不同而分成如干級別,每一中斷級支配給一個(gè)優(yōu)先權(quán);中斷服務(wù)程序,以程序嵌套方式工作;優(yōu)先權(quán)高的中斷級可以打斷優(yōu)先權(quán)低的一維多級中斷是指每一級中斷里只有一個(gè)中斷源,二維多級中斷是指每一級中斷里又有多個(gè)中斷源;DMA 的基本概念(P253)直接內(nèi)存拜望DMA 是一種完全由硬件執(zhí)行I/O 交換的工作方式;在這種方式中,DMA 把握器從CPU 完全接管對總線的把握,數(shù)據(jù)交換不
25、經(jīng)過CPU,而直接在內(nèi)存和I/O 設(shè)備之間進(jìn)行;DMA 方式一般用于高速傳送成組數(shù)據(jù);DMA 方式的優(yōu)點(diǎn)(P253)DMA 能執(zhí)行的一些操作(P254)從外圍設(shè)備發(fā)出 DMA 懇求;CPU 響應(yīng)懇求,把CPU 工作改成DMA 操作方式,DMA 把握器從CPU 接管總線的把握;由DMA 把握器對內(nèi)存尋址,即預(yù)備數(shù)據(jù)傳送的內(nèi)存單元地址及數(shù)據(jù)傳送個(gè)數(shù)的計(jì)數(shù),并執(zhí)行數(shù)據(jù)傳送的操作;發(fā)中斷,向 CPU 報(bào)告DMA 操作的終止;DMA 傳送方式(P254)停止CPU 拜望內(nèi)存,周期挪用,DMA 數(shù)據(jù)傳送過程(P257)DMA 與CPU 交替訪內(nèi)(P254)傳送前預(yù)處理;正式傳送;傳送后處理;(P257)通
26、道的基本概念(P261)通道是一個(gè)特別功能的處理器,它有自己的指令和程序特地負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)輸入輸出的傳輸控制,而CPU 將“傳輸把握”的功能下放給通道后只負(fù)責(zé)“數(shù)據(jù)處理”功能;這樣,通道與CPU 分時(shí)使用內(nèi)存,實(shí)現(xiàn)了 CPU 內(nèi)部運(yùn)算與I/O 設(shè)備的平行工作;通道的功能(P253)第 8 頁,共 10 頁通道具有兩種類型的總線:儲(chǔ)備總線:承擔(dān)通道與內(nèi)存,CPU 與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù);通道總線即I/O 總線,承擔(dān)外圍設(shè)備與通道間的數(shù)據(jù)傳送任務(wù);通道設(shè)備把握器外圍從規(guī)律結(jié)構(gòu)上講,I/O 系統(tǒng)一般具有四級連接:CPU 與內(nèi)存設(shè)備優(yōu)先級別:由于大多數(shù) I/O 設(shè)備的讀寫信號(hào)具有實(shí)時(shí)性,不準(zhǔn)時(shí)處理睬丟失數(shù)
27、據(jù);所以通道與CPU 同時(shí)要求訪內(nèi)時(shí),通道優(yōu)先權(quán)高于 CPU;CPU 對通道的治理(P262)CPU 是通過執(zhí)行 I/O 指令以及處理來自通道的中斷,實(shí)現(xiàn)對通道的治理;來自通道的中斷有兩種,一種是數(shù)據(jù)傳送終止中斷,另一種是故障中斷;通道對I/O 模塊的治理(P262)通道通過使用通道指令把握I/O 模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送操作,并以通道狀態(tài)字接收I/O 模塊反映的外圍設(shè)備的狀態(tài);通道的類型(P262)挑選通道,數(shù)組多路通道,字節(jié)多路通道(P263)第九章操作系統(tǒng)支持虛擬儲(chǔ)備器的概念(P282)虛擬儲(chǔ)備器是借助于磁盤等幫忙儲(chǔ)備器來擴(kuò)大主存容量,使之為更大或更多的程序所使用;是一個(gè)容量特別大的儲(chǔ)備器的規(guī)律模型,不是任何實(shí)際的物理儲(chǔ)備器;它指的是主存-外存層次;以透亮的方式給用戶供應(yīng)了一個(gè)比實(shí)際主存空間大得多的程序地址空間;實(shí)地址:或物理地址,運(yùn)算機(jī)物理內(nèi)存的拜望地址,由CPU 引腳送出,是用于拜望主存的地址,對應(yīng)的儲(chǔ)備空間物理儲(chǔ)備空間或主存
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