计算机存储器结构与地址线数据线解析

"该资源是关于计算机组织与结构的复习资料，主要涵盖了线选法和重合法两种存储器选址方式，以及与C语言程序相关的内存对齐和数据存储模式（大端与小端）。还涉及冯·诺依曼计算机结构、多级存储系统原理、中断处理、主存选址方式的比较、寄存器与存储器指令的优缺点，I/O接口的作用，以及MIPS指令系统的基本类型。" 在计算机存储系统中，线选法是一种简单的选址方式，通过K位地址码直接译码得到2K根地址线，每根线对应一个存储单元。这种方式适用于小容量、高速度的存储芯片，但随着地址线数量增加，译码器的复杂度和成本也会相应提高。 重合法则是将地址译码分为行地址和列地址两部分，通过它们的“与”操作来选择存储单元，这在大容量存储器中更为常见，因为它能有效简化外部线路，降低成本。 在C语言程序中，内存对齐和数据存储模式（大端与小端）是关键概念。小端模式是指数据的高字节存储在内存的高地址，而低字节在低地址。对于给定的程序段，结构体变量`record`的成员按照边界对齐存储，因此`record.a`的起始地址为0xC008，`record.c`的地址则取决于编译器的对齐规则。 冯·诺依曼计算机结构包括CPU、内存、输入/输出设备和控制总线等组件，多级存储系统的建立基于局部性原理，即程序执行时倾向于在较短的时间内访问相同或相邻的存储位置。 CPU对DMA（直接内存访问）请求和中断请求的响应时间可能不同，因为中断处理需要CPU暂停当前任务，而DMA可以独立于CPU直接与内存交互。 中断优先级决定了CPU处理中断的顺序，中断嵌套允许在处理中断时响应更紧急的中断。处理原则是先处理高级中断，再处理低级中断，同时考虑同级中断的自然优先级。 主存的两种选址方式是线选法和重合法，前者适用于小容量、高速度，后者适用于大容量、低成本的场景。 寄存器-寄存器指令和存储器-存储器指令各有优劣。前者通常更快，因为它们不需要访问内存，而后者可以处理不在寄存器中的数据，增加了灵活性。 I/O接口是计算机与外部设备通信的关键，它允许主机与各种设备交互，扩展了系统的功能。例如，MIPS指令系统包括I型（加载/存储，如`lw`）、R型（算术逻辑运算，如`add`）和J型（跳转，如`jal`）指令，分别用于数据传输、计算和程序控制。