‘壹’ 计算机存储程序核心思想是什么(不是核心软件)
计算机存储程序核心思想:将程序和数据存放到计算机内部的存储器中,计算机在程序的控制下一步一步进行处理,直到得出结果。
存储程序原理就是将我们为解决特定问题而编写的程序存放在计算机存储器中,然后按存储器存储程序的首地址执行程序的第一条指令,以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令,直至程序结束执行。
(1)存储系统设计思想扩展阅读
冯·诺依曼结构,也就是存储程序奠定了现代计算机的基本结构,其特点是:
(1)使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作;
(2)存储单元是定长的线性组织;
(3)存储空间的单元是直接寻址的;
(4)使用低级机器语言,指令通过操作码来完成简单的操作;
(5)对计算进行集中的顺序控制;
(6)计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能;
(7)采用二进制形式表示数据和指令。
‘贰’ 分页存储管理的基本思想
分页式存储管理的基本原理:采用分页存储器允许把一个作业存放到若干不相邻的分区中,既可免去移动信息的工作,又可尽量减少主存的碎片。分页式存储管理的基本原理如下:
1、 页框:物理地址分成大小相等的许多区,每个区称为一块;
2、址分成大小相等的区,区的大小与块的大小相等,每个称一个页面。
3、 逻辑地址形式:与此对应,分页存储器的逻辑地址由两部分组成,页号和单元号。逻辑地址格式为
页号 单元号(页内地址)
采用分页式存储管理时,逻辑地址是连续的。所以,用户在编制程序时仍只须使用顺序的地址,而不必考虑如何去分页。
4、页表和地址转换:如何保证程序正确执行呢?采用的办法是动态重定位技术,让程序的指令执行时作地址变换,由于程序段以页为单位,所以,我们给每个页设立一个重定位寄存器,这些重定位寄存器的集合便称页表。页表是操作系统为每个用户作业建立的,用来记录程序页面和主存对应页框的对照表,页表中的每一栏指明了程序中的一个页面和分得的页框的对应关系。绝对地址=块号*块长+单元号
以上从拓扑结构角度分析了对称式与非对称式虚拟存储方案的异同,实际从虚拟化存储的实现原理来讲也有两种方式;即数据块虚拟与虚拟文件系统.
数据块虚拟存储方案着重解决数据传输过程中的冲突和延时问题.在多交换机组成的大型Fabric结构的SAN中,由于多台主机通过多个交换机端口访问存储设备,延时和数据块冲突问题非常严重.数据块虚拟存储方案利用虚拟的多端口并行技术,为多台客户机提供了极高的带宽,最大限度上减少了延时与冲突的发生,在实际应用中,数据块虚拟存储方案以对称式拓扑结构为表现形式.
虚拟文件系统存储方案着重解决大规模网络中文件共享的安全机制问题.通过对不同的站点指定不同的访问权限,保证网络文件的安全.在实际应用中,虚拟文件系统存储方案以非对称式拓扑结构为表现形式.
虚拟存储技术,实际上是虚拟存储技术的一个方面,特指以CPU时间和外存空间换取昂贵内存空间的操作系统中的资源转换技术
基本思想:程序,数据,堆栈的大小可以超过内存的大小,操作系统把程序当前使用的部分保留在内存,而把其他部分保存在磁盘上,并在需要时在内存和磁盘之间动态交换,虚拟存储器支持多道程序设计技术
目的:提高内存利用率
管理方式
A 请求式分页存储管理
在进程开始运行之前,不是装入全部页面,而是装入一个或零个页面,之后根据进程运行的需要,动态装入其他页面;当内存空间已满,而又需要装入新的页面时,则根据某种算法淘汰某个页面,以便装入新的页面
B 请求式分段存储管理
为了能实现虚拟存储,段式逻辑地址空间中的程序段在运行时并不全部装入内存,而是如同请求式分页存储管理,首先调入一个或若干个程序段运行,在运行过程中调用到哪段时,就根据该段长度在内存分配一个连续的分区给它使用.若内存中没有足够大的空闲分区,则考虑进行段的紧凑或将某段或某些段淘汰出去,这种存储管理技术称为请求式分段存储管理
‘叁’ 设计层次化存储系统的理论依据是什么
计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级
高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题
辅助存储器用于扩大存储空,即硬盘,光盘等,容量大,但存取数据慢,计算机都是先把辅存中要读的东西放到主存后处理,然后在依据情况是否写回。
主存即为内存,断电信息丢失,但存取数据块,他的容量大小直接影响计算机运行速度。
‘肆’ 提出“存储程序和采用二进制系统”这个设计思想的科学家是
提出“存储程序和采用二进制系统”这个设计思想的科学家是冯诺依曼。
“存储程序””原理,是将根据特定问题编写的程序存放在计算机存储器中,然后按存储器中的存储程序的首地址执行程序的第一条指令,以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令,直至程序结束执行。
这两种不同状态可用两种不同的电平,即高电平(H)或低电平(L)来表示。这种二状态系统称为二进制系统。
(4)存储系统设计思想扩展阅读:
存储程序的特点:
1、使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作。
2、存储单元是定长的线性组织。
3、存储空间的单元是直接寻址的。
4、使用低级机器语言,指令通过操作码来完成简单的操作。
5、对计算进行集中的顺序控制。
6、计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能。
7、采用二进制形式表示数据和指令。
8、在执行程序和处理数据时必须将程序和数据从外存储器装入主存储器中,然后才能使计算机在工作时能够自动调整地从存储器中取出指令并加以执行。
二进制系统的两个数字1和0是一个开关量,常称为比特。在数字系统中,这两种状态的组合称为码,可用来表示数,,字母,符号以及其他类型的信息。
参考资料来源:网络-存储程序
参考资料来源:网络-二进制系统
‘伍’ 记录存储系统的设计原则是什么
1:1存储的设计原则:
1、存取频率相近的,放一张表;相差很多的,分成两个表,尤其要考虑读的频率
2、列表查询,冗余所有在列表项需要展示的内容,在一张表中,避免join
3、长字段,考虑性能,单列
4、如果语义上有很大差别,可以通过ORM的方式,在domain层分裂成多个对象
5、开始的时候,不要用update来更新单个或者少量字段。开发速度优于运行速度。 直到性能出现瓶颈的预警时,才考虑优化为update.
6、重要字段password,必须加密传输,减少更新
7、有些时候添加新功能产生的1:1字段,可能会用新的
8.数据库记录的id,除了唯一标识记录这一个用途之外, 不允许做任何业务含义。 例如根据id来排序神马的,这都是扯蛋的设计。
‘陆’ 计算机的存储器系统设计是如何实现容量大、速度快和成本低的要求
存储器(memory)是计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。计算机中的全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。它根据控制器指定的位置存入和取出信息。
详情:
http://ke..com/view/87697.htm
‘柒’ 1. 简述存储系统层次结构的基本思想
制约计算机存储器设计的问题归纳起来有三个:容量多大?速度多快?价格多贵?
容量多大的问题似乎没有限制,不管容量多大,总要开发出应用来使用它。速度多快的问题在某种意义上更容易回答。为了获得多大的性能,存储器速度必须能够跟上处理器的速度,即当处理器执行指令时,我们不想使它停下来等待指令或操作数。最后一个问题也必须考虑,对于实用的系统,存储器的价格相对于其他部件必须是合理的。
正如人们所预料的,在存储器的3个关键特性即价格、容量和存取时间之间需要进行权衡。任何时候,都有各种技术可用来实现存储系统。在这个技术领域中,存在如下关系:
存取时间越短,每位的价格就越高;
容量越大,每位的价格就越低;
容量越大,存取时间就越长;
很显然,摆在设计者面前的难题是,不仅需要大容量,而且需要低的每位价格,因此希望采用提供大容量存储器的技术。但为了满足性能需求,设计者又必须使用昂贵、容量较小和存取时间快的存储器。
解决这个难题的方法是采用存储器层次结构,而不只是依赖单一的存储部件或技术。下图给出了一个通用存储层次结构,图中从上到下,出现下列情况:
每位价格降低;
容量增大;
存取时间增大;
处理器访问存储器的频度降低;
因此,容量较小、价格较贵、速度较快的存储器可作为容量较大、速度较慢的存储器的补充。这种组织方式成功的关键是最后一项,即处理器访问存储器的频度降低。
条件四有效的基础是访问局部性原理。在程序执行的过程中,处理器访问存储器中的指令和数据倾向于成簇(块)。程序通常通常包含很多迭代循环和子程序,一旦进入了一个循环和子程序,则需重复访问一小组指令。同样,对于表和数组的操作,包含存取一簇簇的数据。在一长段时间内,使用的簇是变动的;而在一小段时间内,处理器主要访问存储器中的固定簇。
因此,通过分层结构组织数据,有可能使存取较低层的百分比低于存取高层存储器的百分比。考虑刚才给出的二级存储器的例子,让第二级的存储器包含所有程序的指令和数据,当前的簇临时放在第一级,第一级的某些簇会不时地交换回第二级,为将要进入第一级的簇腾出空间。然而,平均来说,多数的访问是对第一级中的指令和数据。
这个原则可以应用到二级以上的存储器。考察图所示的分层结构,速度较快、容量较小且价格最贵的存储器是处理器的内部寄存器。下跳两层是主存储器,它是计算机中主要的内存系统。主存储器常用速度更快,容量更小的高速缓存来扩充。
(很多体系结构或组成原理相关的书籍上都有的。回答比较粗糙,建议你参考William Stalling的计算机组织与体系结构,这本书上有对该问题的完整的论述。)