软考备考（三）

前言

上一篇文章写了计算机硬件系统的 CPU构造，知晓了CPU的组成、运算器、主存、控制器的包含组件以及作用。在末尾也讲述了流水线工作的原理以及运算公式。下面开始新的内容吧。

1、计算机的存储系统结构

如图所示，其中我们常说的Cache就是缓存。

成本：从右到左越来越贵

容量：从右到左越来越小

速度：从右到左越来越快

历史由来：        

        CPU原本是直接调用主存中的指令，但是随着CPU技术的发展，CPU的运行速度越来越快，但主存的运行速度却远远小于CPU，为了不让主存成为计算机发展的瓶颈，就发明了缓存，把CPU经常调用的指令放在缓存中，加快了程序的运行。

        辅存和主存采用的是虚拟缓存思想，就是把辅存（外存）的内存分一些出来给主存，类似于外接固态硬盘。

        内存就是主存！

2、计算机存储系统的性能指标？

成本、容量、速度。
3、主存的认识？

主存：随机存储器RAM（掉电丢失，可读可写，就是电脑的运行内存，16GB那个）

        {这里又可分为DRAM和SRAM，即分为动态和静态，区分点在于要不要动态刷新，动态要， 静态不用}

           只读存储器ROM（掉电不丢失）

这里要注意！！！！！！！

我们买电脑时看的固态硬盘SSD和机械硬盘HDD，是属于辅存（外存），不是主存！

4、存储器的存储方式？

一共有4种：

顺序存取（磁带）            直接存取（硬盘）

随机存取（内存）            相联存取（Cache）

        磁带存储就是2011年左右的那种磁带机，可以来放歌，听英语听力啥的，现在基本不用了，

顺序存储就是只能通过送磁带往一个方向送，不能删除，记录的东西就记录了，不能删除。

        直接存取：把数据存放在磁盘（外存）中，磁盘被分成了许多个“块”，每个块都有个标识，然后查找数据时就直接通过标识去查找。

        随机存取：想找哪个，就能马上找到哪个。比如读一本书，想读第五章，就直接通过目录（地址）跳到第五章。

        相联存取：要找某个数据，不用它的地址和编号，直接按照这个数据的某些特征来找。比如要找一个男生，那么就直接利用男生是短发这个特征去找即可。

5、存储器由多少个芯片组成？怎么算？

存储器由多个芯片组成，每个芯片的容量计算方式是：W*B；

W是存储单元，B是每个存储单元里面能存储多少个bit。

唯一考点：已知某个芯片的容量是w*b，则组成W*B的存储器需要（W / w）*（B / b）

例：假如芯片的容量是4*8，一个存储器的容量是16*24，则需要（16/4）*（24/8）=4*3=12（块）

答：需要12块芯片

6、主存储器的存储方式？

        主存储器会对每一个地址单元（1个字节，8位）进行单独编址，也可以说每个字都有个地址，地址用16进制表示。

例：

某个存储器要存储一组数据，这个数据的地址范围是A4000（H）-CBFFF（H）。那么这个数据表示了多少个字节？

解：用CBFFF-A4000+1=28000（H），即一共存放了28000个地址

转换成10进制为163840个地址，就是16KB.

7、了解基本的单位

在存储容量单位中

1B=8bit        1K=2的10次方bit=1024B        1KB=1K*bit=1024*8=8192 bit

在速率单位中

1K=10的3次方=1000B

8、什么是Cache和主存的命中率？

就是CPU要处理的数据恰好在Cache中的概率，也叫命中率。比如CPU要寻找小明的姓名，那么小明的姓名在Cache中的概率是20%，那命中率也是20%，那么主存的命中率就是80%。

所以：Cache和主存是不相容关系。Cache命中率+主存命中率=100%

常见考点：

已知Cache的命中率h，以及Cache和主存访问周期分别是t1和t2，那么系统的平均访问周期是

t3=h*t1+(1-h)*t2

就是用Cache的访问时间加上主存访问时间

9、Cache的淘汰算法有哪些？

（1）先进先出算法

（2）最近一段时间，很少使用的数据先排除算法

（3）随机选一个数据算法