存储器服务器与存储技术课程知识点

服务器与存储技术课程知识点

服务器与存储技术

知识点

计算机组成部分

(1)控制器把PC中的指令地址送往地址寄存器AR,并发出读命令。存储器按给定的地址读出指令,经由存储器数据寄存器M送往控制器,保存在指令寄存器IR中.

需要的微命令.

(3)当需要由存储器向运算器提供数据时控制器根据指令的地址部分形成数据所在的存储单元地址,并送往地址寄存器AR然后向存储器发出读命令从存储器中读出的数据经由存储器数据寄存器MR送往运算器。

(4)当需要由运算器向存储器写入数据时控制器根据指令的地址部分形成数据所在的存储单元地址 并送往存储器地址寄存器R,再将欲写的数据存入存储器数据寄存器MDR最后向存储器发出写命令,MD 中的数据即被写入由MAR指示地址的存储单元中。

5 一条指令执行完毕后控制器就要接着执行下一条指令。为了把下一条指令从存储器中取出,通常控制器把PC的内容加上一个数值形成下一条指令的地址但在遇到“转移”指令时,控制器则把“转移地址”送入C。

1计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大

部件组成

2指令和数据以同同等地位存放于存储器内 并可以按地址访问;

3指令和数据均用二进制表示

4指令由操作码、地址码两大部分组成操作码用来表示操作的

性质地

5址码用来表示操作数在存储器中的位置

指令在存储器中顺序存放,通常自动顺序取出执行

7机器以运算器为中心

在美国宾夕法尼亚大学诞生。

4、计算机发展的

存储器运算器是进行算术、逻辑运算的部件.

控制器是实现计算机各部分联系及程序自动执行的部件,其功能是从内存中依次取出命令,产生控制信号,向其他部件发出指令指挥整个运算过程。控制器是统一指挥、协调其他部件的中枢。

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存储器是存储信息的部件,分为内存、外存.内存在控制器的指挥下,与运算器、输入/输出设备交换信息。外存是为了弥补内存的不足而设置的在控制器的控制下,它与内存成批交换数据。

输入设备是把数据和程序转换成电信号 并把电信号送入内存的部件.如键盘、鼠标、扫描仪、麦克、游戏操作杆等.

输出设备是把计算机处理的结果送到主机外的部件.如显示器、打印机、音箱等。

计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。

  硬件系统是最内层的 它是整个计算机系统的基础和核心.

2)系统软件在硬件之外 为用户提供一个基本操作界面。

3应用软件在最外层 为用户提供解决具体问题的应用系统界面。

机器字长指C  U一次能处理的数据的位数.通常与C  U的寄存器的位数有关字长越长,数的表示范围越大,精度也越高。机器字长也会影响计算机的运算速度。

数据通路宽度数据总线一次能并行传送的数据位数。

存储容量指能存储信息的最大容量通常以字节来衡量。一般包含主存容量和辅存容量.

运算速度:通常用MIPS 每秒百万条指令 、 M LPS 每秒百万次浮点运算或CP  执行一条指令所需的时钟周期数)来衡量。PU执行时间是指CPU对特定程序的执行时间.

主频:机器内部主时钟的运行频率是衡量机器速度的重要参数。吞吐量指流入、处理和流出系统的信息速率。它主要取决于主存的存取周期.

存储周期memor  cy  let  m)指连续启动两次独立的存储器操作例如连续两次读操作)所需间隔的最小时间

响应时间计算机系统对特定事件的响应时间 如实时响应外部中断的时间等.

基本的存储容量单位是字节Byte 。其次还有千字节 ),兆字节M)吉字节(GB  等。 它们之间 的换算关系 为 

1  yte=8b  t1KB=1024  yte 1MB  1024KB1GB=1024

9。 。存储器的分类:按介质分类、按存取方式分类、按存储器的作

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半导体存储器 2)磁表面存储器 光盘存储器

按存取方式分类

串行访问存储器

按存储器的作用分类

分类一

内部存储器

半导体存储器

外部存储器

磁盘存储器

分类二:

主存储器

高速缓冲存储器

辅助存储器

按信息的可保存性分类

易失性存储器:断电后信息消失。

半导体读写存储器RAM.

非易失性存储器:断电后仍能保存信息。

磁性材料做成的是非易失性存储器。

主存储器 和辅助存储器组成.

整个结构又可以看成两个层次他们分别是主存——辅存层次和Cache—-主存层次

主存-—辅存层次作为一个存储整体,形成的可寻存储空间比主存储器空间大得多。 由于辅存的容量大价格低是的存储系统的整体

差距从整体上提高存储器系统的存取速度。尽管 ache成本高但是由于容量小故不会使存储系统的整体价格增加。

随机存储器RA)

RM是只读存储器

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PRO是可编程R

E  OM是可擦除的PROM

   RM是电可擦除PROM

 刷新:对RAM定期进行的全部重写过程;

刷新原因 因电容泄漏而引起的D RAM所存信息的衰减需要及时补充,因此安排了定期刷新操作

常用的刷新方法有三种:集中式、分散式、异步式。

集中式:在最大刷新间隔时间内集中安排一段时间进行刷新存在

PU访存死时间。

分散式:在每个读/写周期之后插入一个刷新周期 无  U访存死时间。 异步式是集中式和分散式的折衷。

O

可编程只读存储器

可编程可擦除只读存储器

一次编程只读内存

电子可擦除可编程只读存储器

闪速存储器

存储器的位扩展、存储器的字扩展、存储器的字和位扩展位扩展是指存储芯片的字(单元数满足要求而位数不够,需对例 用 1K×4的2114 芯片构成lK× 8的存储器系统。

分析:每个芯片的容量为1K,满足存储器系统的容量要求。但由于每个芯片只能提供位数据故需用2片这样的芯片 它们分别提供4位数据至系统的数据总线,以满足存储器系统的字长要求.

2 、字扩充

字扩展用于存储芯片的位数满足要求而字数不够的情况,是对存储单元数量的扩展.

例 用 K× 8 的 71  存储器芯片组成8  × 的存储器系统

分析

由于每个芯片的字长为位故满足存储器系统的字长要求.但由于每个芯片只能提供2K 个存储单元故需用片这样的芯片 以满足存储器系统的容量要求。

3 、同时进行位扩充与字扩充

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存储器芯片的字长和容量均不符合存储器系统的要求,需要用多片这样的芯片同时进行位扩充和字扩充 以满足系统的要求。

例 用 K ×  的2114芯片组成2K× 8的存储器系统

分析 由于芯片的字长为4位,因此首先需用采用位扩充的方法,用两片芯片组成 1K× 8的存储器。再采用字扩充的方法来扩充容量,使用两组经过上述位扩充的芯片组来完成。

6MB等。按照计算机的二进制方式     e=8bit 1KB1024Byte;1M=1024K  1GB=  24MB 1TB=1024GB.存储芯片计算例题 内存按字节编址地址为0B4  0  H—-0DBFFFH若用存储容量为32K*8bit的存储器芯片构成内存至少需要多少片

首先用 DBF   H— B40  0H+1得到内存的容量02  0 0H换算成十进制是16384 (以字节B为单位);因为每个存储器芯片的容量为32KB所以,我们要将前面计算的结果换算成KB,也就是说用前面的结果除以1  2 化成KB),即1  3840/1024  6 KB最后用得到的结果除以32就可以了 即1  / =5。

冲存储器  Ca  he   以缩短读出 时 间 ;

”的个数是奇数还是偶数来判断数据的正确性.在被校验的数据后加一位校验位或校验字符用作校验码实现校验.

校验位的生成方法

奇校验:确保整个被传输的数据中“  ”的个数是奇数个 即载荷数据中“1”的个数是奇数个时校验位填“0”,否则填“1”

偶校验确保整个被传输的数据中“1”的个数是偶数个,即载荷数据中

“1”的个数是奇数个时校验位填“1”否则填“”。

使用奇偶校验码校验的特点

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校验处理过程简单但如果数据中发生多位数据错误就可能检测不出来更检测不到错误发生在哪一位;主要应用于低速数字通信系统中一般异步传输模式选用偶校验,同步传输模式选用奇校验它是利用在信息位为

位,增加r位冗余位,构成一个=k+ 位的码字

它必须满足以下关系式2r≥k +1或2 ≥+1

把所有的幂次方的数据位标记为奇偶校验位编号为1 2

4 8 1  32 64等的位置)

位置一校验位,跳过一位校验一位跳过一位(1,3

,5 7,9,1  ,13.  。 。 )

位置2校验2位跳过2位校验2位,跳过2位2 3,6 7 1 ,11 1 15.  。 。 

位置4:校验4位,跳过4位校验位跳过位4 5 6,7 12 13,14,1 . . .  

位置8:校验8位,跳过位校验8位跳过8位8-15

24-  。 . .

附上一例题

→海明码生成和校验过程按偶

对应的校验位为_ ?代表要设置的比特位

__ __ 0 __1 1  _ 1 1 1 

位置1检查1 3 5  9,11

01 1 _   1 _ __  1的个数为奇数 所以 ?=1

即1_0 __1 101 1  0

位置2:检查2 3  7 10,11

1  0_ 1  0__  1 1 0 1的个数为奇数所以 =1

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即 1 10 _1  0 __  1 1 0

位置4:检查  5 6 7  

1 10    __1  10 1的个数为偶数所以?=

即 1 1001 1  _1 1 1 

位置8:检查8 ,  ,   ,1 

 10 01 10 _1 1 1  1 的个数为奇数 所以 1

即1  001 1  1  1 10

所以海明码为 1 0 1 01 110

海明码→传输信息 海明码为01  0111

按偶

纠错

  = 3570 无错 可知第六位出错了

P=2367=1 有错 逻辑异或相异的1

 =4   =1 有错

P4pp1=110

纠正后 010  1  

去除校验位后得到信息  01

通用寄存器之间设置一个高速的容量相对比较小的存储器把正在执行的指令地址附近的一部分指令或者数据从主存调入这个存储器供CPU在一段时间内使用这样就能相对的提高CPU的运算速度。他介于主存和CP之间,这样的高速小容量存储器称为高速缓冲存储器。

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1.随机法RN法

2 先进先出法(FI O法)

3.最近最少使用法LR法

• 全相连主存与ache的划分

将主存与Ca  he划分成若干个大小相等的块。

• 主存与Ca  he的映像:

主存中每一块都可以调到Cache中的每一块.

• 特点

优点:访问灵活冲突率低,只有C c  e满时才会出现在冲突。缺点:地址变换比较复杂,速度相对慢。

• 主存与a  he的地址组成:

主存块号+块内地址

Cache块号+块内地址

• 直接主存与  h 的划分:

将主存根据Ca  h 的大小分成若干分区 C c  e也分成若干个相等的块主存的每个分区也分成与 c  相等的块。

• 主存与Ca  he的映像:

主存中的每一个分区由于大小相同可以与整个 che相像,其中的每一块正好配对。编号不一致的块是不能相互映像的。

• 特点:

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优点地址变换简单。缺点:每块相互对应,不够灵活。

• 主存与C c  的地址组成:

主存 区号块号+块内地址

ac  e块号+块内地址

• 组相连主存与Cache的划分

主存主存根据Ca  he大小划分成若干个区每个区内划分成若干个组每个组再划分成若干个块。

ache划分成若干个组每个组划分成若干个块。

• 主存与C c  的映像

主存的每个分区与Cach 采用直接映像,主存的每个组之内采用全相联映像。

• 特点

融合了直接映像与全相联映像两种映像方式结合了两者的优据点。具体实现容易命中率与全相联映像接近.

• 主存与ache的地址组成

主存 区号+组号+块号+块内地址

Cache:组号+块号+块内地址

总是把就绪队列的队首进程投入运行.

27、最不经常使用算法LF

 8、近期最少使用算法LRU

LFU算法是根据在一段时间里数据项被使用的次数选择出最少使用的数据项 即根据使用次数的差异来决定。而 RU是根据使用时间的差异来决定的