2.2 存储器层次结构在现代计算机系统中，一般采用 “CPU 寄存器 - CPU 高速缓存 - 内存 - 硬盘” 四级存储器结构。自上而下容量逐渐增大，速度逐渐减慢，单位价格也逐渐降低。...这是因为较大容量的内存需要更多的电路和组件来实现，这些组件之间的电信号传输需要更多的时间。层次结构：计算机系统中的存储器通常按照层次结构进行组织，包括寄存器、缓存、主存储器和辅助存储器。...每个层次的存储器速度和容量都不同，较高层次的存储器速度更快但容量较小，而较低层次的存储器速度较慢但容量更大。这种层次结构的设计是为了平衡存储器的速度和容量需求。...高速缓存通过在CPU和主存储器之间建立一个更小但更快的存储层次结构，存储最近或频繁访问的数据和指令。当CPU需要访问数据时，它首先检查高速缓存，如果数据在缓存中，则可以快速获取。...6.4 多级映射多级映射（Multilevel Mapping）：多级映射是一种将逻辑地址映射到物理地址的层次结构映射方式。它将逻辑地址划分为多个级别，并使用多个映射表来实现地址映射。
冯·诺伊曼结构特点： 五大组成 指令、数据存储于存储器中 数据以二进制方式存储 存储包括操作码以及操作数地址 指令按照存储器中的顺序执行 计算机以CPU为中心。...Instruction Register（IR）指令寄存器：包含最近获取的指令。...除非有其他情况，否则处理器在每次取指令后总是递增PC，使得它能够按顺序取得下一条指令（即位于下一个存储器地址的指令）。...中断的处理方式：1.屏蔽中断 2.按优先级处理中断 存储器的层次结构（The Memory Hierarchy） 计算机存储器的设计目标可以归纳成三个问题：多大的容量（Capacity）？...解决不兼得的问题，需要不依赖于单一的存储组件或技术，而采用存储器的层次结构：具体可分为三层（Three Levels ）。
8>FewerCarryChains 较高的操作数大小阈值以使用LUT代替进位链。 3 其他选项 -flatten_hierarchy:确定Vivado综合如何控制层次结构。...- none:指示综合工具不要展平层次结构。综合的输出与原始RTL具有相同的层次结构。 -full :指示工具完全展平层次结构，仅保留顶层。...-rebuilt:设置后，重新构建允许综合工具展平层次结构，执行综合，然后基于原始RTL重建层次结构。该值使QoR受益于跨边界优化，其最终层次类似于RTL，以便于分析。...-retiming :布尔选项通过跨组合门或LUT自动移动寄存器（寄存器平衡）来提供选项，以提高时钟内顺序路径的电路性能。它保持了电路的原始行为和等待时间，并且不需要更改RTL源。...-cascade_dsp: 控制如何实现总和DSP模块输出中的加法器。默认情况下，使用块内置加法器链计算DSP输出的总和。价值树迫使总和在结构中实现。值是：auto，tree和force。
：(使用较小规模的集成)， 第四代计算机：(使用较大规模的集成)， 已经经历了 4 代，计算机的速度越来越快，并且体积变得越来越小。...计算机系统层次结构 机器语言 -> 汇编语言 -> 高级语言 微指令系统 -> 机器语言，微指令语言构成了机器语言 汇编语言使用了操作系统的中断 # 2.1 计算机硬件的基本组成 早期的冯・诺依曼机...“程序存储”：指令以代码的形式事先输入到计算机的主存储器中，然后按其在存储器中的首地址执行程序的第一条指令，以后就按该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序执行结束。...即按地址访问并顺序执行指令 计算机按照此原理应具有 5 大功能：数据传送功能、数据存储功能、数据处理功能、操作控制功能、操作判断功能 冯诺曼体系结构特点 ： 计算机硬件系统由五大部件组成 (存储器...图中从控制器送出的虚线就是控制信号，可以控制如何修改 PC 以得到下一条指令的地址，可以控制 ALU 执行什么运算，可以控制主存是进行读操作还是写操作 (读 / 写控制信号)。 # 3.
系统概论 现代计算机的多态性 根据大小和复杂性，可以将现代计算机按以下顺序排列： 物联网设备：通常非常小，内置微型计算机，如智能家居传感器。...通过抽象，设计者可以专注于当前层次相关的问题，而不必考虑底层的具体实现细节。 抽象的类型 数据抽象： 数据抽象是指对数据的结构只给出有关它如何被使用或操作的信息，而隐藏背后的具体实现。...调用者不需要知道过程内部是如何实现的，只要知道如何使用该过程。 计算机层次结构与抽象是紧密相关的概念。...它们共同构成了一种方法论 计算机层次结构通常指的是计算系统的不同分层，每一层执行不同的功能，并建立在下一层的基础上。...这样，上层就不需要理解下层的具体工作原理，只需知道如何通过接口来使用该层提供的服务。
CPU 上电后将继续执行这种“获取- 执行”周期直至关机。然而，如果CPU 只能遵循有序、顺序的操作列表，那么它与一个花哨的计算器并无二致。...使用适合32 位寄存器的数字地址对超过4 GB 内存进行寻址颇为棘手，这成为64 位体系结构兴起的动因，这种体系结构如今占据主导地位。...大端序与小端序 一些计算机设计师认为，应按从左至右的顺序在RAM 与CPU 中存储数字，这种模式称为小端序。另一些计算机设计师则倾向于按从右至左的顺序在存储器中写入数据，这种模式称为大端序。...第一级存储器与第二级存储器 如前所述，计算机配有不同类型的存储器，它们按层次结构排列。性能最好的存储器容量有限且成本极高。沿层次结构向下，可用的存储空间越来越多，但访问速度越来越慢。...但在许多情况下，RAM 可能无法满足操作系统以及所有运行程序的需要。 因此，我们必须深入探究存储器层次结构，使用位于RAM 之下的硬盘。
，而后由指令译码器分析，最后执行 指令寻址方式： 顺序寻址 跳跃寻址 操作数寻址方式： 立即寻址：存的就是操作数本身 直接寻址：存的是操作数在主存中的地址 间接寻址 寄存器寻址 CISC与RISC CISC...公式：不使用流水线执行时间/使用流水线执行时间。...存储系统 层次化存储结构： 快->慢：CPU寄存器、Cache、内存(主存)、外存(辅存) 层次化存储结构主要为了解决存储的容量、价格和速度之间的矛盾 存储器 按存储器所处的位置可分为：内存、外存。...按寻址方式：随机存储器（访问任意存储单元所用时间相同）、顺序存储器（只能按顺序访问，如磁带）、直接存储器（二者结合，如磁盘，对于磁道的寻址是随机的，在一个磁道内则是顺序的）。...多级索引结构 直接地址索引 一级间接索引 = 磁盘索引块大小 / 地址项大小 二级间接索引 = 一级间接索引数 x 一级间接索引数 嵌入式 典型架构：层次化模式架构和递归模式架构 微处理器分类 微处理器
掌握这些低层次的知识并不是强制性的，但可以为本系列的其他部分打下非常有用的基础，我们将在这些机制的基础上研究更高层次的工具。 2....寄存器 r1-r5 只能存储数字或指向栈的指针（作为函数的参数），不能直接指向任意的内存。所有的内存访问必须在 eBPF 程序中使用之前首先将数据加载到 eBPF 栈。...在本系列第 1 部分研究的例子中，我们使用了部分有用的内核宏，使用以下结构创建了一个 eBPF 字节码指令数组（所有指令都是这样编码的）： struct bpf_insn { __u8 code;...尽管这个 sock_example 逻辑是非常简单（它只是在一个映射中增加一些数字），但在原始字节码中实现或理解它也是很难做到的。更加复杂的任务在像这样的汇编程序中完成会变得非常困难。...总结 在这一部分中，我们仔细观察了 eBPF 虚拟机的寄存器和指令集，了解了 eBPF 可访问的内核函数是如何从字节码中调用的，以及它们是如何被核心内核通过类似 syscall 的特殊目的 API 定义的
DEX 文件结构 │ ├── Header │ ├── 文件大小 │ ├── 版本号 │ └── 校验和 │ ├── String Table │ ├── 字符串1 (类名、方法名、字段名等...它从当前活动的 button 字段中获取按钮对象，并调用该按钮的 performClick 方法。...处理类关系和层次结构：在生成 smali 文件的过程中，baksmali 也会处理类之间的继承关系和接口实现，确保这些关系在 smali 代码中得到正确表示。...3.2.2 apktool 如何解码 resources.arsc apktool 解码 resources.arsc 文件的过程涉及以下几个步骤： 解析文件结构：apktool 首先读取并解析 resources.arsc...此外，还深入探讨了技术原理，包括 Smali/Baksmali 工具的使用、DEX 文件格式和 smali 语法的详细解析，以及 APKTool 如何解码 resources.arsc 文件。
程序计数器在Java虚拟机中的作用与在计算机体系结构中的作用类似，即控制程序执行流程。它会指示下一条要执行的指令，以便JVM能够顺序地执行程序。...区别在于，计算机体系结构中的程序计数器是硬件级别的寄存器，而Java虚拟机中的程序计数器是虚拟机级别的数据结构。条件分支和循环机制高级语言中的条件控制流程主要分为三种：顺序执行、条件分支和循环判断。...顺序执行是按照地址的内容顺序执行指令。条件分支是根据条件执行任意地址的指令。循环是重复执行同一地址的指令。就跟Java中使用的判断类似。...在地址0100和0101处的指令是按顺序执行的，程序计数器（PC）的值递增。当执行到地址0102处的指令时，会判断寄存器0106的数值是否大于0。...接着，我们介绍了函数调用机制，包括call和return指令的使用，以及如何正确地跳转和返回。最后，我们了解了CPU指令执行过程的五个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数和结果写回。
另一方面，系统硬件拓扑结构的信息一般由设备树源码 DTS 体现。 硬件封装层 硬件封装层包括 cpu 和中断控制器两部分。...此外，当多个中断事件同时发生，中断控制器会根据其优先级的实现来决定中断事件通知给 cpu 的顺序，某些实现是可配置的。...arm 核由于中断控制器的实现，同时只会有一个需要被响应的中断，因此不限制 IRQ/FIQ 响应顺序的实现。...在中断触发时，arm 核心根据 VBAR 系列寄存器的基地址，会按具体情况选择偏移跳转到对应的地址。...x86 上软件使用 CLI 指令将本 CPU 的 EFLAGS 寄存器的 IF 位清 0，阻止接收中断；STI 指令将 IF 位置为 1，允许接收中断。
计算机体系结构 程序员所见到的计算机系统系统的属性，概念性的结构与功能特性。 计算机组成：实现计算机体系结构所体现的属性。 总线：总线是连接各个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质。...独立请求方式：中央仲裁器的内部排队逻辑决定；分布式。 总线通信控制：目的：解决通信双方如何获知传输开始和结束，以及通信双方协调和配合问题。 总线传输周期：申请分配，寻址，传数，结束。...串行访问（存取时间与物理地址有关）：顺序存取存储器，直接存取存储器。按在计算机中的作用分类：主存储器，寄存器，告诉缓冲存储器，辅助存储器。 存储器的层次结构：缓存-主存层次和主存-辅存层次。...MDR：主存数据寄存器（数据总线），MAR：主存地址寄存器（地址总线） 主存中存储单元地址的分配：地址线24根,按字节寻址范围为2的24次方 =16M;若字长32位,则一个字有4个字节,所以要留2根地址线指出该字中的哪个字节...程序：用于解决实际问题的一系列的指令； 指令：使计算机执行某种操作的命令。从层次结构看，分成：微指令+机器指令。 指令系统：一台计算机中所有机器指令的集合。
接着，从 rdi, rsi, rdx, r10, r8, r9 寄存器中获取该系统调用函数所需的参数，然后调用该函数，把这些参数传入其中。...先别急，先来看下struct pt_regs的定义： 你有没有发现，这里面的字段名都是寄存器的名字。...那是不是说，在执行系统调用的代码里，有逻辑把各寄存器里的值放到了这个结构体的对应字段里，在结束系统调用时，这些字段里的值又被赋值到各个对应的寄存器里呢？ 离真相越来越近。...我们回上面看下struct pt_regs的定义，看其字段名字及顺序是不是和这里的压栈顺序正好相反。...到这里，完整的系统调用处理流程就已经差不多说完了，不过这里还差一小步，就是syscall指令在进入到内核态之后，是如何找到entry_SYSCALL_64方法的： 它其实是注册到了MSR_LSTAR寄存器里了
计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备 5 大部件组成 指令和数据以同等地位存储在存储器中，并可按地址寻访 指令和数据均用二进制代码表示 指令由操作码和地址码组成 指令在存储器内按顺序存放...A：存储程序的概念是指将指令以代码的形式事先输入计算机的主存储器，然后按其在存储器中的首地址执行程序的第一条指令，以后就按该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序执行结束 Q：在计算机系统结构中，什么是编译...A： 解释：在运行程序的时候才翻译，翻译一句执行一句，边翻译边执行 编译：将高级语言转化为汇编语言 Q：计算机系统 5 层层次结构？虚拟机是哪几层？...A：为了解决存储系统大容量、高速度和低成本 3 个相互制约的矛盾 “Cache - 主存”层次：解决 CPU 和主存速度不匹配的问题 “主存 - 辅存”层次：解决存储系统的容量问题 Q：大端方式和小端方式...段式虚拟存储器：把程序按段划分 段页式虚拟存储器：将程序按逻辑结构分成段，每段又分成若干个页 Q：快表 A：加快地址变换，虚页号变换成主存中实页号 Q：一条指令包含哪些部分？
目录 1 c语言与汇编语言器 2 配置SCI寄存器 2.1 了解SCI寄存器 2.2 使用位定义的方法定义寄存器 2.2.1 位域 2.2.2 声明共同体 2.2.3 结构体 2.2.4 查看寄存器的值...1 c语言与汇编语言器 一些对时间要求特别高的时候需要嵌入一些汇编语言，其他时候使用c语言通过位定义和寄存器结构体的方式来实现对dsp寄存器进行访问和控制。...此时的作用是调整字节的顺序。...定义： 结构体和共同体的区别： 结构体分配空间按所有成员占据的总和来分配； 共同体的空间是共用的，如例6-3中：unit16与bit共用的是一段空间，在一个时间只有一个共同体使用。...寄存器文件空间分配 why:代表寄存器的变量如何与物理寄存器结合起来的？
程序中的各指令之间是有严格顺序的，必须严格按程序规定的顺序执行，才能保证计算机工作的正确性。因此，保证系统按照顺序执行程序是CPU的首要任务。...当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改过程通常只是简单的对PC加1。...但是，当遇到转移指令如JMP指令时，那么后继指令地址（即PC的内容）必须从指令寄存器中的地址字段取得。在这种情况下，下一条从内存取出的指令将有转移指令来规定，而不是像通常一样按顺序来取得。...在超标量体系结构设计中，处理器或指令编译器能够判断指令能独立于其它顺序指令而执行，还是依赖于另一指令，必须跟其按顺序执行。处理器然后使用多个执行单元同时执行两个或更多独立指令。...7、低功耗设计 低功耗设计是一个多层次问题，需要同时在操作系统级、算法级、结构级、电路级等多个层次上进行研究。每个层次的低功耗设计方法实现的效果不同——抽象层次越高，功耗和温度降低的效果越明显。
PC程序计数器: 存储 CPU 正在执行的指令(地址)位置，或者即将执行的指令位置。 当每个指令被获取，程序计数器的存储地址加1。在每个指令被获取之后，程序计数器指向顺序中的下一个指令。...最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。...但在通常情况下，一条指令可以包含按明确顺序执行的许多操作，CPU的工作就是执行这些指令，完成一条指令后，CPU的控制单元又将告诉指令读取器从内存中读取下一条指令来执行。...4.计算机存储 大部分的计算机都有一个存储器层次结构，即少量的非常快速、昂贵、易变的高速缓存(cache)；若干兆字节的中等速度、中等价格、易变的主存储器(RAM)；数百兆或数千兆的低速、廉价、不易变的磁盘...存储器层次结构： 寄存器：寄存器是中央处理器内的组成部份。它跟CPU有关。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。
控制器与设备之间的接口通常是一个低层次的接口。例如，磁盘可能被格式化为 2,000,000 个扇区，每个磁道 512 字节。...字节块通常会在控制器内部的一个缓冲区按位进行组装，然后再对校验和进行校验并证明字节块没有错误后，再将它复制到内存中。 三，内存映射 I/O 每个控制器都会有几个寄存器用来和 CPU 进行通信。...例如，在屏幕上显示一个像素的常规方法是使用一个视频 RAM，这一 RAM 基本上只是一个数据缓冲区，用来供程序和操作系统写入数据。 那么问题来了，CPU 如何与设备寄存器和设备数据缓冲区进行通信呢？...x86 采用这一体系结构。在 IBM PC 兼容机中，除了 0 到 64K - 1 的 I/O 端口之外，640 K 到 1M - 1 的内存地址保留给设备的数据缓冲区。 这些方案是如何工作的呢？...在内存映射中，控制寄存器只是内存中的变量，在 C 语言中可以和其他变量一样进行寻址。 第二，对于内存映射 I/O ，不需要特殊的保护机制就能够阻止用户进程执行 I/O 操作。
概论和发展应用 目录 1、概论和发展应用 2、计算机系统的层次结构 3、计算机发展简史 12章 概论和发展应用 计算机软件有两大类：系统软件（直接管理硬件资源）和 应用软件。...它们总是通过总线和接口连接在一起， 构成一台完整的计算机。 运算器是处理数据的，控制器是执行程序的，存储器是存储数据和程序的 控制器：按规定管理 指挥（人的大脑）。...存储字长一个存储单元能存放的二进制数字位数 2、计算机系统的层次结构 应用软件、系统软件、硬件构成了计算机系统的三个层次结构 3、计算机发展简史 冯.诺依曼体制特点： 、二进制表示指令和数据。...指令在计算机中是顺序执行的，并受控制器的统一控制。...现在的计算机结构（冯.诺依曼结构） 不改变的：存储程序（冯.诺依曼思想精华） 典型冯.诺依曼计算机结构以运算器为中心 改变的是：以存储器为中心，总线结构，分散控制。
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