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第三章计算机体系结构

计算机科学导论1

本章要点：

◆了解存储系统组织结构

◆了解输入输出系统

◆了解计算机系统体系结构

计算机科学导论2

3.3存储系统组织结构

3.3.1存储器与存储系统概述

1.存储器的作

存储器存储程序信息和数据信息。

计算机科学导论3

3.3存储系统组织结构

2.存储器分类

〔1〕按存储介质分：半导体存储器、磁存

储器和光存储器

〔2〕按工作方式分：随机存储器、只读存

储器、顺序存储器、直接存取存储器

〔3〕按信息的可保存性：易失性存储器、

非易失性存储器

〔4〕按作用：主存储器、辅助存储器、高

速缓冲存储器

计算机科学导论4

3.3存储系统组织结构

3.存储器的主要性能指标

存储容量

2〕存储周期

存储访问时间

4〕性价比

5〕功耗

6〕可靠性

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3.3存储系统组织结构

3.3.2存储系统组织结构

1.二级结构：主存储器、辅助存储器

2.三级结构：高速缓冲存储器、主存储器、辅助存

储器(三级结构的存储器系统的运行原理，是建立在程

序运行的局部性原理之上的。)

计算机科学导论6

3.程序运行局部性原理：

〔1〕时间局部性原理:在一小段时间内，最近被

访问过的程序和数据很可能再次被访问。

〔2〕空间局部性原理:最近被访问过的程序和数

据往往集中在一小片存储区域中。

〔3〕指令执行顺序的局部性原理:指令顺序执行

比转移执行的可能性要大。

注意：三级存储系统中，存储的信息必须满足信

息一致性原那么和信息包含性原那么。

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3.3存储系统组织结构

3.3.3高速缓冲存储器

Cache是一种存储空间较小而存取速度却很高的一种存储器。是一种放

置在CPU和主存储器之间的存取速度快、而规模较小的存储器。

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3.3.4虚拟存储器

虚拟存储器用于“主存一辅存〞层次，它能

使计算机具有辅存的容量，接近于主存的速度。

它使程序员能够在比主存大得多的空间编制程

序，即按虚存空间编址。

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3.4输入输出系统

3.4.1输入输出系统概述

1)外部设备

2)设备控制器

3)I/O接口

4)中央处理机

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