01_计算机顶层视图

1.计算机顶层结构

• 组织：可见
• 结构：不可见
  

2.计算机工作原理

• 指令和数据存储在单个读写存储器中
• 主存中的内容按位置访问，无需考虑其中包含的类型
• CPU从一条指令到下一条指令以顺序方式执行（除非明确修改）
• I/O模块与 CPU、主存交换 算机系统外部的数据

3.计算机组件

3.1CPU

• 问题1：CPU的频率不能无限提高
  • 解决：改进CPU芯片结构
• 问题2：内存墙的存在
  主存和CPU之间传输数据的速度跟不上CPU的速度。
  • 解决：采用高速缓存cache
• 问题3：CPU在等待 I/O 设备时保持空闲
  • 解决：采用中断机制

3.2存储器

• 问题1：兼顾存储容量、速度和成本
  • 解决：使用存储器层次结构而不是依赖单个存储器组件

3.3I/O

• 问题1：不同I/O设备的传输速度差异大
  • 解决：设立缓冲区，新的接口技术，不同I/O操作

3.4总线

• 问题：计算机部件互连复杂
  • 解决：采用总线