計算機組成原理2

總線的基本概念、總線的分類、總線的特性及性能指標及標準、總線結構詳談

總線在同一時刻只能有一對設備進行使用，這種傳輸特色決定了總線的控制方式。這實際上是一件事<總線傳輸數據>的兩個階段<判優控制(選主設備)與通訊控制(主從協調)>

總線傳輸週期4個階段、總線通訊的四種方式詳談

同步通訊特色：1.統必定寬定距時鐘2.在給定時間點內完成規定操做3.主從強制同步，時標按最慢的從模塊設計。

異步通訊特色：主從間增長請求線、響應線兩條線。克服了同步通訊的缺點，容許各模塊速度不一致。但同步串行速度高於異步串行速度。
1）不互鎖方式：主設備不論是否接收到了應答信號，通過必定的延時之後都會撤銷請求信號，從設備如是。
2）半互鎖方式：主設備只有接收到了應答信號纔會撤銷信號。
3)全互鎖方式：主設備如上，從設備只有主設備撤銷請求信號後才能撤銷響應信號。（最優）

方式2）和3）可完成可靠的數據傳輸，若是傳輸過程中發現數據出錯，這兩種方式能夠請求從設備從新發送或者是接收數據。異步通訊就是經過請求和回答兩個握手信號來完成通訊聯絡。

半同步通訊特色：同步、異步結合，同步方面發送方用 時鐘前沿 發信號。接收方用 時鐘後沿 判斷識別。在異步方面容許不一樣速度的模塊和諧工做，爲此增長一條等待響應信號線（該信號由從設備給出）。


分離式通訊特色：充分挖掘系統總線每一個瞬間的能力。將一個總線傳輸週期分爲兩個子週期，子週期1主模塊準備好信息後申請佔用總線，使用完後即放棄總線的使用權。子週期2從模塊準備好數據信息後申請佔用總線，將一系列數據信息送至總線上供主模塊接收。具體以下：
1.各個模塊都變成了主模塊有權申請佔用總線。
2.在準備好數據信息後採用同步方式通訊。
3.各模塊準備數據時不佔用總線。
4.總線被佔用時都在作有效工做，不存在空閒等待時間。

例子：一個硬盤掛在通道上，再執行程序中，要從硬盤讀數據都程序，對硬盤呢分三步操做：一.定位：尋找一個指定的磁道，硬盤是機械式的，磁頭要在硬盤表面移動移動到指定磁道上去，這個時間是比較長的。二.磁頭找到指定的磁道之後要找指定的扇區，磁頭中止在磁盤的表面，磁盤自己在轉動，等待指定的扇區轉到磁頭的下列，這個等待時間長。三.開始讀上面的數據，很快。對此狀況採用分離式通訊會大大提升整個過程的速度。


總線結構對計算機性能的影響。
結合計算機的現狀及發展趨勢提出新的總線評價指標。
目前計算機都採用什麼總線結構？採用哪些通訊控制？

存儲器分類、存儲器層次結構1、二
計算機系統當中爲何要用這麼多類型的存儲器？
知足用戶「快大低」的要求，三角層次中任何一種存儲器都達不到，解決的方法就是採用這種層次結構，造成這種存儲體系。
存儲體系：把兩種或者兩種以上的存儲介質構成的存儲器，用軟件、硬件或者是軟硬件相結合的這種方式把它鏈接成一個總體，使得使得從某一級程序員的角度去看，這個總體具備「快大低」。
兩個關鍵點：鏈接：使用軟、硬件或者結合的方式鏈接成一個總體。總體：從某一級程序員來看他擁有的是一個「快大低」的存儲，也就是說對他來講這個層次結構是透明的，他在使用存儲器的過程中不須要考慮存儲器的層次結構，信息的調入調出都是經過軟、硬件或結合的機構自動來完成的。


存儲器的層次結構主要體如今什麼地方？爲何要分這些層次？計算機如何管理這些層次？
存儲器的層次結構主要有：寄存器、緩存、主存、磁盤、光盤、磁帶等。
分層的主要緣由是知足用戶對存儲器高速度、大容量、低價格的需求。
計算機對存儲層次的管理主要分爲緩存——主存和主存——輔存兩個層面的管理：主存——緩存層次主要解決cpu和主存速度不匹配的問題，經過硬件的方式進行管理。主存——輔存層次主要解決主存容量較小的問題，經過軟硬的方式進行管理。


局部性原理如何與多級存儲器的使用相聯繫？
局部性原理: CPU訪問存儲器時，不管是存取指令仍是存取數據，所訪問的存儲單元都趨於彙集在一個較小的連續區域中。
時間局部性：若是一個信息項正在被訪問，那麼在近期它極可能還會被再次訪問。
空間局部性：在最近的未來將用到的信息極可能與如今正在使用的信息在空間地址上是臨近的。
順序局部性：在典型程序中，除小部分轉移類指令外，大部分指令是順序進行的。
即程序的地址訪問流有很強的時序相關性，將來的訪問模式與最近已發生的訪問模式類似。

根據這一原理，多級存儲器體系把主存儲器中訪問機率最高的內容存放在Cache中，當CPU須要讀取數據時就首先在Cache中查找是否有所需內容，若是有則直接從Cache中讀取；若沒有再從主存中讀取，而後同時送往Cache和CPU，主輔亦是。故能夠按對所使用的指令和數據的急迫和頻繁程度，將其存入容量、速度、價格不一樣的存儲器中，增長了時間優化的命中率，取得更高的性能價格比。