计算机体系结构分类— Flynn

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_嵌入式

CISC与RISC

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_计算机组成与体系结构_02

层细化存储结构

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_数据_03

Cache - 概念

  • Cache的功能:提高CPU数据输入输出的速率,突破冯.诺依曼瓶颈,即CPU与存 储系统间数据传送带宽限制。
  • 在计算机的存储系统体系中,Cache是访问速度最快的层次。
  • 使用Cache改善系统性能的依据是程序的局部性原理。


如果以h代表对Cache的访问命中率,t1表示Cache的周期时间,t2表示主存储 器周期时间,以读操作为例,使用“Cache+主存储器”的系统的平均周期为t3,则: t3=h x t1+(1-h)x t2 其中,(1-h)又称为失效率(未命中率)。


局部性原理

  • 时间局部性:指程序中的某条指令一旦执行,不久以后该指令可能再次执行, 典型原因是由于程序中存在着大量的循环操作。
  • 空间局部性:指一旦程序访问了某个存储单元,不久以后,其附近的存储单 元也将被访问,即程序在一段时间内访问的地址可能集中在一定的范围内, 其典型情况是程序顺序执行。
  • 工作集理论:工作集是进程运行时被频繁访问的页面集合。

主存-分类

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_计算机组成与体系结构_04

主存—编址

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_软考分类精讲_05

磁盘结构与参数

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_计算机组成与体系结构_06


存取时间=寻道时间+等待时间(平均定位时间+转动延迟)
注意:寻道时间是指磁头移动到磁道所需的时间;等待时间为等待读 写的扇区转到磁头下方所用时间


总线


一条总线同一时刻仅允许一个设备发送,但允许多个设备接收



  • 数据总线(Data Bus ):在CPU与RAM之间来回传送需要处理或是需要储存的 数据。
  • 地址总线(Address Bus ):用来指定在RAM (Random Access Memory )之中储 存的数据的地址。
  • 控制总线( Control Bus ):将微处理器控制单元(Control Unit )的信号,传送 到周边设备,一般常见为USB Bus 和1394 Bus .

嵌入式系统开发设计-交叉开发环境

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_软考分类精讲_07

嵌入式系统初始化过程

软考分类精讲-计算机组成与体系结构_计算机组成与体系结构_08


  • 片级初始化 完成嵌入式微处理器的初始化,包括设置嵌入式微处理器 核心寄存器和控制寄存器、嵌入式微处理器核 心工作模式和嵌入式微处理器的局部总线模式等。片级初始化把嵌入式微处理器从上电时的默认状态逐步 设置成系统所要求的的工作状态。这是一个纯硬件的初始化过程。
  • 板级初始化 完成嵌入式微处理器以外的其他硬件设备的初始化。另外,还需设置某些软件的数据结构和参数,为随后 的系统初始化和应用程序的运行建立硬件和软件环境。这是一个同时包含软硬件两部分再内的初始化过程。
  • 系统初始化 该初始化过程以软件初始化为主,主要进行操作系统的初始化。BSP将对嵌入式微处理器的控制权转交给 嵌入式操作系统,由操作系统完成余下的初始化操作,包含加载和初始化与硬件无关的设备驱动程序,建立系统内存区,加载并初始化其他系统软件模块,如网络系统、文件系统等。最后,操作系统创建应用程 序环境,并将控制权交给应用程序的入口。