【九月打卡】第5天 计算机组成原理+操作系统+网络 5

第一模块：

课程名称：2022新版编程必备基础，计算机组成原理+操作系统+网络

章节名称：3-6 ~ 3-8

讲师姓名：咚咚呛

第二模块：

内容概述：

3-6小节对高速缓冲做了系统而全面的介绍；3-7小节介绍了计算机的指令系统；3-8小节对控制器做了详细的介绍。

第三模块：

学习心得：

现代计算机的体系是“运算器”、“控制器”和“存储器”一体的， 而“存储器”中的高速缓冲就是一个重要的存储节点，是直接和CPU进行数据交换的，有必要对高速缓存有一个全面而系统的认识；计算机的运算是基于指令进行的，指令由两部分构成：操作码和地址码。

下面附上学习笔记：

3-6 计算机的高速缓存

• 高速缓存的工作原理

• 高速缓存的替换策略

高速缓存的工作原理：

字：

• 内存中存储单元的最小单位

• 存放在一个存储单元中的二进制代码组合

字块：

• 存储在连续存储单元中被看作是一个单元的一组字

图解：

字的地址：

所以：

eg：

1个字 = 4个字节 = 32位bit

1个字节 = 8位bit

高速缓存：

缓存的每一个数据都来自于主存，是对主存数据的复制

缓存命中率是衡量缓存性能的重要指标：

理论上CPU每次都能从高速缓存取数据的时候，命中率就是1（当然这只是理论值）

命中率的计算：

另一个指标：

访问效率 e

eg：

提高缓存命中率——高速缓存的替换策略：

替换时机：

替换策略：

• 随机算法

• 先进先出算法（FIFO）

• 最近经常使用算法（LFU）

• 最近最少使用算法（LRU）

先进先出算法（FIFO）：

最近经常使用算法（LFU）：

最近最少使用算法（LRU）：

3-7 计算机的指令系统

机器指令的形式：

• 由两部分构成：操作码、地址码

操作码：

地址码：

三地址指令：

二地址指令：

一地址指令：

零地址指令：

机器指令的操作类型：

• 数据传输

• 算数逻辑操作

• 移位置

• 控制指令

机器指令的寻址方式（机器指令是如何找到相关数据的）：

包含两个方面：指令寻址和数据寻址

寻址方式：

指令寻址，数据寻址，立即寻址，直接寻址，间接寻址。

3-8 计算机的控制器

现代CPU = 控制器 + 运算器 +存储器

CPU的组成结构：

控制器结构

程序计数器

时序计数器（电气工程领域）

指令译码器

指令寄存器（速度比高速缓存还快！！！）

主存地址寄存器

主存数据寄存器

通用寄存器

第四模块：

学习截图：