计算机组成原理笔记1--基础概念丶性能指标

目录

• 基础概念
  • 指令和数据流:
  • 计算机硬件的基本组成:
    • 冯诺依曼计算机(以运算器为中心)
    • 现代计算机系统(以存储器为中心)
    • 主机
    • 外设
    • 功能部件-运算器和控制器
    • 功能部件--存储器
  • 计算机软件系统
  • 计算机系统的层次结构
• 性能指标
  • 容量
  • 速度

基础概念

微处理器发展:微型计算机的发展以微处理器技术为标志

操作系统位数:其所依赖的指令集位数

指令和数据流:

1. 单指令流&单数据流(SISD):冯诺依曼体系结构
2. 单指令流&多数据流(SIMD):阵列处理器,向量处理器
3. 多指令流&单数据流(MISD):实际上不存在
4. 多指令流&多数据流(MIMD):多处理器丶多计算机

计算机硬件的基本组成:

冯诺依曼计算机(以运算器为中心)

• 计算机硬件系统由运算器丶存储器丶控制器丶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于存储器内,并可按地址寻址
• 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,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置
• 指令在存储器内按顺序存放.通常,指令使顺序执行的,在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序
• 早期的冯诺依曼机以运算器为中心,输入/输出设备通过运算器与存储器传送数据

现代计算机系统(以存储器为中心)

主机

包含CPU(运算器,控制器),主存储器

外设

包含I/O设备,辅助存储器

功能部件-运算器和控制器

运算器核心为:算术逻辑单元(ALU)

功能部件--存储器

计算机软件系统

• 系统软件:管理整个计算机系统,使系统资源得到合理调度

  				如:操作系统(OS),数据库管理系统(DBMS),语言处理系统
  

• 应用软件:完成用户的特定任务,使用系统软件提供的资源接口

  ​ 如:QQ,Word等

计算机系统的层次结构

性能指标

容量

[总容量=存储单位个数(行数)*存储字长(列数) bit=存储单位个数(行数)*存储字长(列数)/8 Byte ]

因为n位地址----->2^n个存在单元

[系统能支持的最大容量=2^n*存储字长(列数) ]

速度

机器字长:计算机一次整数运算所能处理的二进制位数

CPU时钟周期:又称震荡周期

[CPU时钟频率(主频)=1/CPU时钟周期 ]

CPI(Clock cycle Per Instruction):执行一条指令所需的时钟周期数

[该指令耗时=CPI*CPU时钟周期 ]

一些指标:

MIPS(Million Instruction Per Second):即每秒执行多少百万条指令

[MIPS=指令条数/(执行时间*10^6)=主频/CPI ]

MFLOPS(Mege Floating-point Operations Per Second):即每秒执行多少百万次浮点运算.

[MFLOPS=浮点操作次数/(执行时间*10^6) ]

GFLOPS(Giga Floating-point Operations Per Second):即每秒执行多少十亿次浮点运算.

[GFLOPS=浮点操作次数/(执行时间*10^9) ]

TFLOPS(Tera Floating-point Operations Per Second):即每秒执行多少万亿次浮点运算.

[TFLOPS=浮点操作次数/(执行时间*10^{12}) ]

数据通路带宽:数据总线一次所能并行传送信息的位数

吞吐量:指系统在单位时间内处理请求的数量

响应时间:指从用户计算器发送一个请求,到系统对该请求做出响应并获取它所需要的结果的等待时间.

作者：Ligo丶

出处：https://www.cnblogs.com/Ligo-Z/

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