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存儲系統(1)記憶體的層次結構局部性原理（PrincipleofLocality）時間局部性（SpatialLocality）空間局部性（TemporalLocality）存儲系統(2)基本概念命中率（HitRate）失配率（MissRate）命中時間（HitTime）失配損失（MissPenalty）記憶體設計目標降低平均訪問時間，而不是單單提高命中率平均訪問時間＝命中時間＋失配時間×失配率層次化存儲體系必須解決的問題定位問題替換問題更新問題存儲系統(3)高速緩衝記憶體（Cache）通常由兩部分組成：塊表和快速記憶體兩級Cache：內部Cache和外部CacheCache中的地址映象和變換直接映象全關聯映象組關聯映象存儲系統(4)直接映象(Directmapped)j＝imod2C存儲系統(5)全關聯映象（FullAssociative）存儲系統(6)組關聯映象（SetAssociative）若每組中有n行，則稱之為n路組關聯映象直接映象就是1路組關聯，全關聯映象就是M(＝2C)路組關聯電腦結構外存儲器記憶體儲器輸出設備輸入設備控制器記憶體儲器注：數據信號控制信號CPU2.1中央處理器主要功能：順序控制操作控制時間同步數據處理主要部件:運算器控制器寄存器組運算器算術運算：如加、減等算術操作邏輯運算：如與、或非等邏輯操作。控制器功能：根據當前程式計數器寄存器的值，從RAM中相應的地址取出指令，並將它們放到指令寄存器中；然後對指令進行解碼，並根據解碼的結果發送信號給數據匯流排（DataBus），從RAM中取出運算元，併發出適當的控制信號，控制運算器進行數據的處理。按設計和實現的途徑可分為三類：硬連線控制器（HardwiredController）微程式控制器（MicroprogrammedController）門陣列控制器寄存器用戶可見的寄存器數據寄存器（DataRegister）地址寄存器（AddressRegister）控制和狀態寄存器程式計數器（ProgramCounter，PC）指令寄存器（InstructionRegister）狀態條件寄存器指令系統(1)指令是指示電腦執行某種操作的命令。從電腦組成的層次結構來說，電腦的指令有三種：微指令：微程式級的命令，屬於硬體部分宏指令：由若干條機器指令組成的軟體指令，屬於軟體機器指令：介於微指令與宏指令之間，通常簡稱為指令指令系統(2)CISCComplexInstructionSetComputer，複雜指令集電腦RISCReducedInstructionSetComputer，精簡指令集電腦指令系統(3)CISC採用微程式設計方法實現指令的控制器減輕編程的工作量，縮短程式代碼由於大量的複雜指令、可變的指令長度、多種的尋址方式，大大增加瞭解碼的難度，代碼難以優化，執行效率低指令系統(4)RISCIBM370CISC系統占總指令數僅20%的簡單指令在程式調用中占了80%，而占指令數80%的複雜指令卻只有20%的機會用到RISC具有以下的特點：指令系統簡化，由一些基本的、必要的指令構成；除LOAD/STORE指令外，所有指令只與寄存器打交道，都在一個時鐘週期內執行完畢；絕大部分採用硬聯線控制，不用或少用微程式實現；使用較多的通用寄存器，沒有專用寄存器；採用優化編譯技術，生成高效的目標代碼程式。指令系統(5)指令格式指令字就是表示一條指令的二進位代碼，通常簡稱指令；指令格式，則是指令字用二進位代碼表示的結構形式一條指令通常由操作碼、地址碼字段構成操作碼字段指定指令的功能特性地址碼字段指定運算元的地址指令系統(6)操作碼定長操作碼，變長指令碼變長操作碼，定長指令碼地址碼零地址指令一地址指令二地址指令三地址指令指令系統(7)尋址方式指令尋址方式順序尋址方式跳躍尋址方式數據尋址方式（即運算元尋址）運算元尋址(1)隱含尋址立即尋址運算元尋址(2)直接尋址間接尋址運算元尋址(3)寄存器尋址方式相對尋址變址和基值尋址方式指令執行指令週期取出並執行一條指令的時間機器週期也稱為CPU週期，通常用記憶體中讀取一個指令字的最短時間來規定CPU週期時鐘週期非訪存指令的指令週期(1)非訪存指令的指令週期(2