《LC的硬件系统》课件

《的硬件系统》LC PPT课件欢迎来到我们关于硬件系统的课件今天我们将深入探讨的硬件架LC PPTLC构，介绍、存储器、输入输出设备、中断等底层概念，以及编译器程序CPU的运行和的指令集希望这个课件能帮助你更好地理解系统让我们CPU LC开始吧！的硬件架构LC存储器1CPU2使用位指令集的处理器的存储器采用多级缓存体系结构，包括、LC MIPS32CPU LCL1主频为，具有强大的浮点运算能力和缓存和内存可以满足不同级别的数500MHz L2L3和增强型指令集据抽取和储存DSP输入输出设备中断3/4支持多种输入输出设备，包括、中断是一种机制，允许在处理一些重要LC/USB CPU、卡、网卡等外设，并可根据需要任务时暂停当前操作，转而执行其他任务HDMI SD扩展中断包括硬件中断和软件中断，提高了系LC统的可靠性的基本构成CPU晶体管主板中最小的构建块是晶体管它们用于控制和放主板接收和传递的指令和数据它还支持系统CPU CPU大电流，是的核心中的其他组件，例如内存、输入输出设备等CPU封装CPU封装是体积最小的部分它包含了的核CPU CPU心，并充当了散热器的作用，以防止过热CPU存储器的种类和作用内存1内存是能够一次访问的储存器它存储着程序和数据，允许快速访问CPU CPU和处理硬盘2硬盘是永久性数据存储器数据从内存传输到硬盘，以便长期储存或其他用途硬盘可以分为机械硬盘和固态硬盘缓存3缓存是存储器的一种较小的、更快的类型它位于和内存之间，存储了最CPU近使用的数据和指令，以便快速访问输入输出设备/键盘显示器键盘是输入设备，用于输入文本和命令它可显示器是输出设备，用于显示处理的信息CPU以通过接口连接到电脑上和结果它可以通过接口或其他端口连接USB HDMI到电脑上打印机鼠标打印机是一种输出设备，用于将处理的结鼠标是输入设备，用于控制光标和选择操作CPU果打印到纸张上它可以通过或局域网连它可以通过接口或无线蓝牙连接到电脑上USB USB接到电脑上中断的概念及其作用什么是中断？1中断是指在执行指令过程中，暂停当前操作，转而执行更高优先级任务的CPU一种机制中断的作用2中断可以保证操作系统的可靠性，可以及时响应各种输入输出设备的请求软中断和硬中断3软中断是由执行软件所触发的中断，例如系统调用硬中断是由设备所触CPU发的中断，例如鼠标点击编译器程序的运行编写源代码编译首先我们编写源代码，它通常是更高级别的语言，编译器会将源代码翻译成机器语言，这是一种计算例如、或等机能够直接处理的语言C C++Java输出目标文件编译器将编译后的二进制代码合并成目标文件，以便加载和执行的指令集CPU指令类型指令样例说明算术运算将寄存器和相加，并将ADD R1,R2,R3R2R3结果存储到寄存器中R1逻辑运算将寄存器和逻辑与操作，AND R1,R2,R3R2R3并将结果存储到寄存器中R1数据传输将中的数据传输到寄存器MOV R1,R2R2中R1分支跳转当寄存器中的值等于时跳转BEQ label0到一个指定的标签控制单元的作用和实现控制单元是的一部分，用于指挥整个计算机执行指令，控制数据流动和调度内存访问它本质上是CU CPU一个有限状态机，通过解释和运行指令集来控制计算机的操作将指令存储器和数据存储器通过总线相连CU接这个连接可以是单总线或多总线数据通路的作用和实现数据通路是的关键部件之一，负责执行指令中定义的算术和逻辑操DP CPU作将的控制信号转换为硬件操作，并将数据从寄存器中取出后，送DP CPU到算术逻辑单元执行运算还包括内存读取、写入和数据复制等操ALU DP作设备控制器的实现设备控制器的角色1设备控制器是一种计算机组件，用于管理输入输出设备当计算机需要与设备进行通信时，设备控制器将数据从设备传输到，处理传输到设备的数据CPU CPU设备控制器的实现2设备控制器由控制器主板、设备驱动程序和设备本身组成它允许设备与主板通信，并在需要时执行必要的数据转换和处理操作时钟的作用和实现时钟的作用时钟的实现时钟发出一系列电信号，控制和其他组件的操时钟通常由石英晶体制成当石英晶体受到电流激CPU作它确保操作在规定的节拍内完成励时，它会以一个准确而可靠的速度震荡计算机使用这个震荡速率来生成计时信号内存的层次结构内存层次结构的作用1内存层次结构提供了一个框架，使计算机可以高效地管理内存通过将数据存储在越来越快的存储器级别中，从而加快访问速度内存层次结构的实现2内存层次结构由多层缓存和内存组成缓存通常位于旁边，具有较快的读CPU写速度它们存储最近使用的指令和数据内存是一个雷区级别的存储器，速度比缓存慢得多，但能够容纳更多的数据磁盘存储器的构成与实现硬盘驱动器闪存存储硬盘驱动器通常采用旋转磁盘和机械臂机构，可以闪存存储主要用于固态硬盘中它采用闪存芯片存存储大量数据储数据，其速度比传统硬盘快光盘存储器光盘存储器通过激光读取和写入数据，通常用于存储音频、视频和图像数据存储器访问的性能分析存储器访问性能是指计算机系统对数据和指令请求的响应速度访问时间包括访问存储器位置所需的时间和数据传输所需的时间常见的性能指标包括延迟、数据吞吐量和响应时间性能分析指标延迟是测量存储器访问时间的关键指标•数据吞吐量是计算机处理数据的速度•响应时间是从发起请求到最终结果返回的时间间隔•负载的计算和调度CPU利用率1CPU利用率是衡量使用情况的指标它是时间片内处于忙碌状态的比例CPU CPU CPU任务调度2操作系统控制任务调度，以确保能够及时处理所有任务任务可以根据优先级CPUCPU和到达时间进行调度多核3CPU多核可以更高效地处理任务操作系统可以在多个核心之间分配任务，使每个核心CPU都能以最大效率工作并行处理的实现并行处理是一种计算机技术，利用多个处理器同时工作来加速应用程序并行处理可以通过共享内存，消息传递和数据并行等技术实现它可以提高计算机的处理速度和效率数据通信的传输标准蓝牙1TCP/IP2WiFi3是互联网上最常是无线网络技术，可蓝牙是无线通信技术，允TCP/IP WiFi用的数据通信协议它可以通过一系列标准协议在许设备直接在短距离内通以分段传输数据，并从接无线域内传输数据信收端得到确认信息总线结构的实现总线结构总线接口总线是计算机内部各部件之间传输数据的通道它设备可以通过、或等接口与总线相连PCIe PCIUSB可以是数据总线、地址总线或控制总线，每个总线接总线接口可以访问设备存储器和寄存器，允许都有特定的作用和特点和其他设备之间传输数据CPU。