计算机组成原理:多体并行与存储器系统

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"各个体并行工作-计算机组成原理" 在计算机组成原理中,"各个体并行工作"的概念主要涉及到计算机系统中多个处理单元同时执行任务以提高整体性能的技术。这种技术通常应用于多体系统或者多核心处理器中,使得计算机能够处理更多的数据流和计算任务,从而提升系统效率。 4.2 节中的"体号"是指在多体系统中,每个处理单元或核心的标识。高位交叉策略是一种分配内存地址的方法,它允许多个处理体在不同的地址空间内并行访问存储器。例如,对于体号M0、M1、M2、M3,它们分别对应于不同地址范围内的存储体,每个体号下的地址是从0开始递增的,每个体的地址间隔为n,这样可以确保不同体的访问互不冲突。 地址译码是实现这一策略的关键步骤,它将全局地址转化为每个体内部的局部地址,使得每个处理单元能正确访问其专属的存储区域。体内地址则是相对于每个体内部的地址,比如在M0体中,地址从0到n-1,而在M1体中,地址从n到2n-1,以此类推。 计算机组成原理是一门深入研究计算机硬件系统的学科,包括但不限于以下几个核心主题: 1. 计算机系统概论:介绍计算机的基本组成部分,如CPU、存储器、输入/输出设备,以及计算机硬件的主要技术指标,如运行速度、存储容量和数据处理能力。 2. 系统总线:讨论连接计算机各组件的通信路径,包括数据总线、地址总线和控制总线,以及它们如何协同工作来传输信息。 3. 存储器:涵盖内存层次结构,包括高速缓存、主存储器和外部存储器,以及访问和管理这些存储器的技术,如高位交叉策略用于提高多体系统中的并行性。 4. 输入输出系统:讲解如何通过接口和控制器与外部设备交互,如键盘、显示器和硬盘等。 5. 计算机的运算方法:涉及二进制运算、算术逻辑单元(ALU)的工作原理,以及浮点运算的实现。 6. 指令系统:阐述机器语言指令集,包括指令格式、寻址模式和指令集架构对性能的影响。 7. CPU的结构和功能:详细剖析处理器的内部结构,如控制单元、算术逻辑单元和寄存器组。 8. 控制单元的功能和设计:探讨如何控制和协调计算机内部的操作,以及微程序设计和硬连线控制的区别。 9. 控制单元的设计:涵盖时序系统、指令周期和微操作信号的生成。 通过配合《计算机组成原理》的配套课件,学习者可以更直观地理解这些复杂的概念,通过动画和图表辅助理解,加强学习效果。课件提供了灵活的导航功能,便于用户根据自己的需求选择章节和内容进行学习。此外,课件的更新和完善也反映了教育技术的发展,为读者提供了一个更加互动和直观的学习环境。