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计算机科学导论3章
计算机科学导论3章
存储系统组织结构
高速缓冲存储器
Cache是一种存储空间较小而存取速度却很高的一种存储器。是一种放置在CPU和主存储器之间的存取速度快、而规模较小的存储器。
虚拟存储器
虚拟存储器用于“主存一辅存”层次，它能使计算机具有辅存的容量，接近于主存的速度。它使程序员能够在比主存大得多的空间编制程序，即按虚存空间编址。
输入输出系统
输入输出系统概述
外部设备
设备控制器
I/O接口
中央处理机
总线结构

按照总线所传输的信息内容分类：
地址总线、数据总线和控制总线
2）按照总线在计算机中所处的位置分类
片级总线、内部总线和外部总线
3）按照二进制数码的传送方式分类
串行总线、并行总线
总线结构

单总线结构
2）双总线结构
3）三总线结构
输入输出系统

传输线：包括地址线、数据线和控制线三部分。
接口：具有双向传输信息功能。
总线控制器：用于决定总线使用权。
输入输出接口

在主机与外设进行数据交换时引入相应的逻辑部件解决两者之间的同步与协调、数据格式转换等问题的逻辑部件。
输入输出系统

实现数据缓冲
实现数据的转换
提供外设和接口的状态
实现主机与外设之间的通讯联络控制
输入输出系统
3. I/O接口的基本结构
数据寄存器；
设备地址译码器；
设备状态寄存器；
数据格式变换器，用于串到并、并到串的转换；
总线通信控制用的定时信号线路。
输入输出系统

统一编址：将对内存的操作和对I/O设备的操作用相同的指令来完成。
单独编址：单独设置I/O指令来对I/O设备进行操作。
5. 接口的分类
（1）按数据传输宽度分：并行接口与串行接口
（2）按数据传送的控制方式分：程序直接控制的输入输出接口、程序查询控制接口、程序中断输入输出接口、DMA接口
（3）按操作节拍分：同步接口和异步接口
外设数据传送控制方式






计算机系统体系结构
高性能计算机
指令流：是指机器执行的指令序列；
数据流：是由指令流调用的数据序列，包括输入数据和中间结果。
计算机系统的分类

由一个处理器和一个存储器组成。每次执行一条指令，每次从存储器取或存一个数据。

系统由一个指令控制部件、多个处理部件和多个存储器组成。各处理器和各存储器间通过互联网络进行通信。

在同一时间执行多条指令，但处理同一个数据。

多台处理部件，（有自己的存储器）。每个处理部件执行各自的指令，并存取各自的数据。
高性能计算机

是一个拥有最先进的硬件、软件、网络和算法的综合概念。

网格计算是伴随着互联网技术迅速发展起来的，专门针对复杂科学计算的新型计算机模式。

集群是指共同为客户机提供网络资源的一组计算机系统。
并行计算机

是由多个处理器组成，并能够调整、高效率地进行复杂问题计算的计算机系统。

是在给定并行模型下的一种具体明确的计算机方法和步骤。
计算机系统体系结构
网络计算机
简称NC，是专用于高速网络环境下的计算机终端设备。
分布式系统
是指呈现在用户面前如同单机系统一样的