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计算机系统的多级结构
总线
为什么需要总线？
随着计算机应用领域的不断扩大，I/O设备的种类和数量也越来越多，人们希望随时增添或者减撤一些设备，用分散连接方式会使计算机内的连线结构越来越复杂，始终无法解决I/O设备与主机之间的灵活性，所以出现了总线连接的方式。
总线有什么弊端吗?
大难是肯定的，总线其实就是各部件的公共传输介质，但每个部件的信息在总线上同时传输的时候就会造成信号冲突，传输失效的现象。
如何提高总线的效率？
既然存在不能同时传输信息的弊端，为了提高计算机的运行处理速度，就必须提高总线上各部件的效率，在不必要使用该部件的操作中不要影响该部件的运行，譬如CPU可以在I/O设备与主存交换信息的时候，不要影响CPU不访问主存或I/O设备的操作。
总线分类
按照连接部件分类，总线分为
片内总线
即芯片内的总线，负责沟通寄存器
系统总线
CPU、I/O设备、主存各大部件的信息传输线
分为
- 数据总线：数据总线用来传输各功能部件之间的数据信息
- 地址总线：指出数据总线上的源数据或目的数据在主存单元的地址送到地址线上。
- 控制总线：发出各种控制信号的传输线。
总线结构
单总线结构
缺点:为了根本解决数据传输速率，解决CPU、主存与I/O设备之间的传输速率的不匹配，实则与其他设备相对同步，不得不采用多总线结构。
多总线结构
采用分类思想连接的总线结构
总线判优
1.链式查询
串行查询，优点：线少，缺点：优先级不平均，容易受到电路故障影响
2.计数器定时查询
优点：优先级平均，缺点：线路复杂
3.独立请求
优点：优先级超灵活控制，响应速度快，缺点：线路超级复杂
总线通信
总线周期的4个阶段
- 申请分配阶段
- 寻址阶段
- 传数阶段
- 结束阶段
总线通信控制的4种方式
- 同步通信：强制时钟同步配合，简单但灵活性低
- 异步通信：应答握手方式
- 半同步通信：插入等待时钟
- 分离式通信：分离总线周期成两个子周期
存储器
性能指标
存储器有3个性能指标：速度，容量和每位价格，速度越高，容量越小，位价越高，容量越大，速度越低，位价越低。
按位价和速度：
寄存器 > 缓存 > 主存 > 磁盘 > 磁带
存储系统层次架构
缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题。主存和缓存之间的数据调动由硬件自动完成，对程序员是透明的。
主存-辅存层次主要解决存储系统的容量问题。
虚拟存储器
对具有虚拟存储器的计算机系统而言，程序员编程时，可用的地址空间（逻辑地址）往往远远大于主存空间（物理地址），使程序员以为自己占有一个容量极大的主存，其实这个主存不是全部存在。
对虚拟存储器而言，其逻辑地址变换为物理地址的工作是由计算机系统和操作系统自动完成的，对程序员是透明的。
主存
主存存储单元地址分配
字节为8位二进制数
计算机主存能按字节寻址
通常我们说的32位，64位就是说的这个字长
32位就是4个字节一个字，64位就是8个字节一个字
主存的容量随着字长而增长
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