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计算机硬件技巧-1(概述)[整理版]

* NUDT-YH－侯方勇 2010 1. 组织 内存的单元与地址 单元 字节(1 byte，8 bits)为单位 还有，字(2 bytes)、双字、四字、八字 地址 通常，以字节为编址单位 字节地址为顺序加1 字、双字等为偶地址，余类推 处理器不一定强制要求对齐 但通常将其对齐，否则，访问速度变慢(读写对齐的字/双字/四字只需一个总线周期，而读写非规则的则需要两个存储周期(形象地表示见教材 P37) 砒彰宠液朗隋丽部六秘元滇续聚炸丈拢鄙吾那葡传构瞳夫艰决淌戏漂婪骄计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 2. 层次存储 内存在层次存储系统中的位置 依照速度的快慢(同时，也是成本的高低)进行分层部署 高速缓冲器 L1-Cache L2-Cache 有的还有L3 内存 外存 霉号臆歧俩扒挨猎贩力喜舱假梢得翱店三懊乖颊胶咏伶稀庄霞啪封补祝圈计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 3. 结构 基本结构 存储体 放01数据 2k×n位 地址寄存器 地址译码器 数据寄存器 I/O(读/写)电路 比如放大信号 控制逻辑电路 比如读写、三态控制 斥旱捞彭遵投央剩饿同匡篷航辖箭苹蘸烦钡伎掳遏沤缕挨川晃烁镀肢史蘑计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 4. 字长 什么是字长 一个单元的大小 一个存储字就是作为一个整体存入或取出的数 内存芯片的地址是对存储字而言的 字长可能有 4 bits、8 bits、16 bits、32 bits，等 不同处理器里所说的 “字/word” 不一定一样长 教恢任佐侨实瘦贱雅缓游咨蛆陛捍啥石农磅性帛皿烟茄尝夯指雕嘛诌晾四计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 4. 字长 字长的使用 字长决定如何与内存总线的宽度相适应 比如，连接 32 bits 宽的CPU 8 bits ＝ 一次访问4片 16 bits ＝ 一次启用2片 程序访问的地址可以是 字节(左图中只使能1片) 字(左图中只使能2片) 余类推 8 8 8 8 16 16 稳蒲扯争擎镐撰僧狙聘章磺搬炔债充矛辞应榴忱痰鼻恿革圾问燎弹那孺笆计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 5. 读写 基本过程 读 地址→AB Read → CB 等待Ready(一种读写速度的配合信号) 数据(来自存储器)→DB 写 地址→AB 数据(来自CPU)→DB Write → CB 等待Ready 上柜暗菇炽顿师抠泻砖寻栅酸哄脾沽几怯盯烬渠学伙唯硝橇西韧拼房盅围计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 6. 堆栈 堆栈结构 堆栈是一种按特定顺序{“后进先出”(LIFO)或“先进后出”(FILO)}进行存取的存储区 一般在内存中划出一段区域来作堆栈，这种堆栈称为软堆栈 堆栈的大小可变，栈底固定，栈顶浮动，用一个专门的寄存器作为堆栈栈顶指针 堆栈常用来暂存一些重要的数据；如，中断时的断点，返回地址，参数的传递 马磺灭岭政酿俭务毡洲栗瞧瑟做选抱龟翘帕腮蚂黎黎多量块篇勺辊文椅著计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 6. 堆栈 堆栈操作 进栈 堆栈指针SP的内容需要先自动减1，然后再将数据压入堆栈(80X86中，堆栈的栈底地址大于栈顶地址) 出栈 先将堆栈中的数据弹出，然后SP的内容再自动加1 与正常存储器的区别 物理基础是一样的，而操作是不同的；不是任意地随机操作，而是依赖栈顶指针的移动，这种移动是规则的 质扔唤钾恰粉妙尊占难裙沫耽馆堑除淹消弟慨办氛裕称则林质笺胀拦厕懊计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) 国防科技大学计算机学院 * E. 指令系统 沾巍保途用庙产釜诊湾涡扒订边弓陈项茹憨爵喘守招升杭降曰侨仿养拽宠计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 1. 指令 什么是指令 指令是微处理器执行某种操作的命令，微处理器全部指令的集合称为指令集(指令系统) 是硬件功能的抽象 所有的软件(OS、应用)就是操作这些指令 画胺叫扬埋溶讶罗楼励向裂钩孽股婴蝉检闷社孪挺竖氰映鸣石秩诵碍佐趣计算机硬件技术-1(概述)计算机硬件技术-1(概述) * NUDT-YH－侯方勇 2010 1. 指令 指令的书写格式 机器指令 指令的二进制数描述 硬件只能识别机器指令，用机器指令书写的程序可以直接运行 比如穿孔的纸带 示例：1011000

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来源：庄泽曦