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存儲器分層結構的必要性

發布時間: 2023-07-09 22:35:00

㈠ 8086系統中的存儲器為什麼要採用分段結構有什麼好處

8086CPU中的寄存器都是16位的,16位的地址只能訪問64KB的內存。086系統中的物理地址是由20根地址匯流排形成的,要做到對20位地址空間進行訪問,就需要兩部分地址,在8086系統中,就是由段基址和偏移地址兩部分構成。

這兩個地址都是16位的,將這兩個地址採用相加的方式組成20位地址去訪問存儲器。在8086系統的地址形成中,當段地址確定後,該段的定址范圍就已經確定,其容量不大於64KB。同時,通過修改段寄存器內容,可達到邏輯段在整個1MB存儲空間中浮動。

各個邏輯段之間可以緊密相連,可以中間有間隔,也可以相互重疊(部分重疊,甚至完全重疊)。採用段基址和偏移地址方式組成物理地址的優點是:滿足對8086系統的1MB存儲空間的訪問,同時在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可。

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把段的起始單元的物理地址除以16的結果稱為段地址,它為16位,寫成十六進制是4位:XXXXH。顯然,段地址決定了段在lMB空間中的位置。段內各存儲單元相對段的起始單元都有一個距離,稱為段內偏移量。

在對內存進行操作時,段地址先確定下來,然後給出不同的段內偏移量,就可以實現段內的定址。段地址也是可以改變的,即段在1MB空間中的位置是可變的,因而可實現1MB的全范圍定址。

由於採用了分段結構,因此可以把每一個存儲單元看成是具有兩種類型的地址:物理地址和邏輯地址。物理地址就是實際地址,它具有20位的地址值,它惟一地標識1MB存儲空間的某一存儲單元。CPU與存儲器之間的信息交換都是使用這個物理地址。

邏輯地址是編程時所使用的地址,它由段地址和段內偏移量組成。邏輯地址和物理地址的關系為:物理地址=段地址16+段內偏移量。由邏輯地址形成物理地址是由匯流排介面部件中的電路實現的。

㈡ 計算機採用分層次存儲體系結構的原因 答完整

在計算機網路技術中,網路的體系結構指的是通信系統的整體設計,它的目的是為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准。現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(Open System Interconnection)的參考模型,它是用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構。你應該注意的是,網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能。而網路體系結構的關鍵要素恰恰就是協議和拓撲。目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。

採用分層次的結構原因:各層功能相對獨立,各層因技術進步而做的改動不會影響到其他層,從而保持體 系結構的穩定性

㈢ 計算機儲存器為什麼要分內外存/分內外存的必要性。

內存速度快,但造價高,所以容量有限;外存速度慢,但造價便宜,可以擴展得比較大。

這兩種內存是相輔相成的,外存可以保存大量待處理數據或者處理結果,內存可以利用速度快的優勢,將數據從外存分小批調入處理然後再保存到外存去,外存如果容量不足還可以再保存到更便宜、尺寸更大、操作更慢的外存中去,或者從它上面讀取數據。

計算機中全部信息,包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器,計算機才有記憶功能,才能保證正常工作。

計算機中的存儲器按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存),也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光碟等,能長期保存信息。


(3)存儲器分層結構的必要性擴展閱讀:


以存儲體(大量存儲單元組成的陣列)為核心,加上必要的地址解碼、讀寫控制電路,即為存儲集成電路;再加上必要的I/O介面和一些額外的電路如存取策略管理,則形成存儲晶元,比如手機中常用的存儲晶元。

得益於新的IC製造或晶元封裝工藝,現在已經有能力把DRAM和FLASH存儲單元集成在單晶元里。存儲晶元再與控制晶元及時鍾、電源等必要的組件集成在電路板上構成整機,就是一個存儲產品。

存儲器的類型將決定整個嵌入式系統的操作和性能,因此存儲器的選擇是一個非常重要的決策。無論系統是採用電池供電還是由市電供電,應用需求將決定存儲器的類型(易失性或非易失性)以及使用目的。

㈣ 存儲器的主要功能是什麼為什麼要把存儲系統分成若干個不同層次

一、存儲器的主要功能:

1、隨機存取存儲器(RAM)。

2、只讀存儲器(ROM)。

3、快閃記憶體(Flash Memory)。

4、先進先出存儲器(FIFO)。

5、先進後出存儲器(FILO)。

二、存儲器分為若干個層次主要原因:

1、合理解決速度與成本的矛盾,以得到較高的性能價格比。

磁碟存儲器價格較便宜,可以把容量做得很大,但存取速度較慢,因此用作存取次數較少,且需存放大量程序、原始數據(許多程序和數據是暫時不參加運算的)和運行結果的外存儲器。

2、使用磁碟作為外存,不僅價格便宜,可以把存儲容量做得很大,而且在斷電時它所存放的信息也不丟失,可以長久保存,且復制、攜帶都很方便。

(4)存儲器分層結構的必要性擴展閱讀:

存儲器可做處理器,未來裝置有望更加輕薄短小:

有一群跨國研究團隊做了實驗,並真的成功運用存儲器執行一般電腦晶元的運算任務,倘若技術成熟,將有望使手機與電腦等裝置更加輕薄。

新加坡南洋理工大學、德國亞琛阿亨工業大學和歐洲最大的跨學科研究中心德國尤利希研究中心組成的研究團隊發現,在調整演演算法後,存儲器能如英特爾、高通等傳統處理器一般,進行運算處理。

目前市面上的裝置或電腦都是透過CPU從存儲器提取資訊進行運算處理,以二進制0跟1來實現指令,如字母A是用「01000001」這樣8位元的形式來處理或紀錄。而存儲器ReRAM透過不同電阻態代表0或1的數據狀態儲存資訊,其實還可實現更高基數的數據狀態記錄。

研究團隊就將ReRAM原型(prototype)調整為0、1、2的三進制,透過這樣的高基數運算系統可加速運算任務,並於存儲器就可進行邏輯運算。也節省了處理器與存儲器間數據傳輸的時間與功耗的消耗。

研究參與人之一、南洋理工大學資訊工程學系助理教授Chattopadhyay解釋,這就像一段很長的會話卻只用一個極小的翻譯器來轉換,是一段耗時且費力的過程,團隊所做的就是增加這個小型翻譯器的處理容量,使其能更有效的處理數據。

㈤ 為什麼現代微機的存儲系統中採用層次結構

cpu的內部
第一層:通用寄存器堆
第二層:指令與數據緩沖棧
第三層:高速緩沖存儲器
第四層:主儲存器(DRAM)
第五層:聯機外部儲存器(硬磁碟機)
第六層:離線外部儲存器(磁帶、光碟存儲器等)
這就是存儲器的層次結構~~~ 主要體現在訪問速度~~~
① 設置多個存儲器並且使他們並行工作。本質:增添瓶頸部件數目,使它們並行工作,從而減緩固定瓶頸。

② 採用多級存儲系統,特別是Cache技術,這是一種減輕存儲器帶寬對系統性能影響的最佳結構方案。本質:把瓶頸部件分為多個流水線部件,加大操作時間的重疊、提高速度,從而減緩固定瓶頸。

③ 在微處理機內部設置各種緩沖存儲器,以減輕對存儲器存取的壓力。增加CPU中寄存器的數量,也可大大緩解對存儲器的壓力。本質:緩沖技術,用於減緩暫時性瓶頸。

㈥ 計算機 存儲器為什麼要分層 分層結構有什麼好處

存儲器是計算機的核心部件之一。如何以合理的價格搭建出容量和速度都滿足要求的存儲系統,始終是計算機體系結構設計中的關鍵問題之一。

計算機中有不同容量,不同速度的存儲器,你怎麽辦?要把它們組織管理在一起,按照一定的體系結構組織起來,

以解決存儲容量、存取速度和價格之

間的矛盾。存儲器一分錢一分貨,親

設計讓整個存儲系統速度接近M1而價格和容量接近Mn

㈦ 為什麼要配置層次式存儲器

為了提高系統的效率。

由於CPU的速度極快,然而CPU在執行的時候需要內存中的數據,但是內存的速度遠遠跟不上CPU的速度,導致CPU老是等內存,嚴重影響CPU的效率,所以必須加入cache來解決這一問題,cache的數據存取速度比內存快很多。

(7)存儲器分層結構的必要性擴展閱讀:

對於CPU而言,影響其性能的指標主要有主頻、 CPU的位數以及CPU的緩存指令集。所謂CPU的主頻,指的就是時鍾頻率,它直接的決定了CPU的性能,因此要想CPU的性能得到很好地提高,提高CPU的主頻是一個很好地途徑。而CPU的位數指的就是處理器能夠一次性計算的浮點數的位數,通常情況下,CPU的位數越高,CPU 進行運算時候的速度就會變得越快。