Ⅰ 微机系统的存储器采用什么样的层次结构各层次的存储器在速度、容器上有何特点
各存储器之间的关系 按照与CPU的接近程度,存储器分为内存储器与外存储器,简称内存与外存。内存储器又常称为主存储器(简称主存),属于主机的组成部分;外存储器又常称为辅助存储器(简称辅存),属于外部设备。CPU不能像访问内存那样,直接访问外存,外存要与CPU或I/O设备进行数据传输,必须通过内存进行。在80386以上的高档微机中,还配置了高速缓冲存储器(cache),这时内存包括主存与高速缓存两部分。对于低档微机,主存即为内存。 把存储器分为几个层次主要基于下述原因: 半导体存储器 1、合理解决速度与成本的矛盾,以得到较高的性能价格比。半导体存储器速度快,但价格高,容量不宜做得很大,因此仅用作与CPU频繁交流信息的内存储器。磁盘存储器价格较便宜,可以把容量做得很大,但存取速度较慢,因此用作存取次数较少,且需存放大量程序、原始数据(许多程序和数据是暂时不参加运算的)和运行结果的外存储器。计算机在执行某项任务时,仅将与此有关的程序和原始数据从磁盘上调入容量较小的内存,通过CPU与内存进行高速的数据处理,然后将最终结果通过内存再写入磁盘。这样的配置价格适中,综合存取速度则较快。 存储器芯片 为解决高速的CPU与速度相对较慢的主存的矛盾,还可使用高速缓存。它采用速度很快、价格更高的半导体静态存储器,甚至与微处理器做在一起,存放当前使用最频繁的指令和数据。当CPU从内存中读取指令与数据时,将同时访问高速缓存与主存。如果所需内容在高速缓存中,就能立即获取;如没有,再从主存中读取。高速缓存中的内容是根据实际情况及时更换的。这样,通过增加少量成本即可获得很高的速度。 2、使用磁盘作为外存,不仅价格便宜,可以把存储容量做得很大,而且在断电时它所存放的信息也不丢失,可以长久保存,且复制、携带都很方便。
Ⅱ 微处理器包括哪几部分,简述各功能
微处理器的基本组成部分有:寄存器堆、运算器、时序控制电路,以及数据和地址总线
微处理器(以8086为例)可分成两个部分,一部分是执行部件(EU),即执行指令的部分;另一部分是总线接口部件(BIU),与8086总线联系,执行从存储器取指令的操作。微处理器分成EU和BIU后,可使取指令和执行指令的操作重叠进行。EU部分有一个寄存器堆,由8个16位的寄存器组成,可用以存放数据、变址和堆栈指针,算术运算逻辑单元(ALU)即运算器执行算术运算和逻辑操作,标志寄存器寄存这些操作结果的条件。执行部件中的这些部件是通过数据总线传送数据的。总线接口部件也有一个寄存器堆,其中CS、DS、SS和ES是存储空间分段的分段寄存器。IP是指令指针。内部通信寄存器也是暂时存放数据的寄存器。指令队列是把预先取来的指令流存放起来。总线接口部件还有一个地址加法器,把分段寄存器值和偏置值相加,取得20位的物理地址。数据和地址通过总线控制逻辑与外面的8086系统总线相联系。
Ⅲ 微处理器芯片上cache存储器是为了解决什么问题
这个首先给你个参考资料,你查查冯诺.衣曼结构。你说的这个cache也叫做缓存,和内存是一个作用,解决cpu调用数据的速度问题,我们的CPU在工作的时候,数据总是从三方面来的,一是硬盘,二是内存,三是缓存,也就是你问的cache,当然硬盘的数据是不能直接调用的,只能先读入内存。好,给你讲讲内存和cache的区别,内存的容量大,但是访问速度有限,而cache速度快,但是容量有限。举个例子给你理解吧,硬盘像银行,你不可能直接去拿钱用,必须要通过手续取出来,内存是钱包,里面可能是大钞票,但是你要拿出钱包,再拿钱,速度也有点慢,cache是荷包,里面全是零钱,想用就用,但是零钱始终只有那么点。希望你能理解。
Ⅳ 叙述微型计算机中的多级存储体系以及工作原理
多级存储体系
多级存储结构构成的存储体系是一个整体。从CPU看来,这个整体的速度接近于Cache和寄存器的操作速度、容量是辅存(或海量存储器)的容量,每位价格接近于辅存的位价格。从而较好地解决了存储器中速度、容量、价格三者之间的矛盾,满足了计算机系统的应用需要。
工作原理
存储器的层次结构能够成功的关键在于处理器访问存储器的频率递减。在执行程序期间,处理器的指令存储访问和数据存储访问呈现簇状,典型的程序包括许多迭代循环和子程序,一旦程序进入一个循环或子程序执行,就会重复访问一个小范围的指令集合。同理,对表和数组的操作涉及到存取一簇数据,经过很长一段时间,程序访问的簇会改变,但在较短的时间内,处理器主要访问存储器中固定的簇。
因此,可以通过层次组织数据,使得随着组织层次的递减,各层次的访问比例也 依次递减。以二级存储器为例,让第二级存储器包含所有的指令和数据,程序当前的访问簇暂时存放在第一级存储器中。有时第一级存储器中的某个簇要放到第二级存储器中,以便为新的簇进入第一级存储器让出空间。
Ⅳ 微处理器内部结构有哪几部分组成阐述各部分的主要功能。
微处理器是微型计算机的核心部分,又称为中央处理器(简称CPU)。微处理器主要由控制器和运算器两部分组成(还有一些支撑电路),用以完成指令的解释与执行。
CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件。
逻辑部件:
英文Logic components;运算逻辑部件。可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作,也可执行地址运算和转换。
寄存器部件:
寄存器部件,包括寄存器、专用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定点数和浮点数两类,用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间(或最终)的操作结果。 通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。
控制部件:
英文Control unit;控制部件,主要是负责对指令译码,并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。
其结构有两种:一种是以微存储为核心的微程序控制方式;一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。
微存储中保持微码,每一个微码对应于一个最基本的微操作,又称微指令;各条指令是由不同序列的微码组成,这种微码序列构成微程序。中央处理器在对指令译码以后,即发出一定时序的控制信号,按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作,即可完成某条指令的执行。
简单指令是由(3~5)个微操作组成,复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。
Ⅵ 微处理器是由什么组成的
微处理器是由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器,这些电路执行控制部件和算术逻辑部件的功能,微处理器能完成取指令,执行指令,以及与外接存储器和逻辑部件交换信息等操作,是玩微型计算机的运算控制部分,它可与存储器和外围电路芯片组成微型计算机。