计算机组成原理
概论
计算机分类
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电子模拟计算机
- 数值由连续量表示，运算过程连续
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电子数字计算机
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专用计算机
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通用计算机
- 超级计算机
- 大型机
- 服务器
- PC机
- 单片机
- 多核机
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计算机发展
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五代变化
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数据处理机
- 电子管
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工业控制机
- 晶体管
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小型计算机
- 中小规模集成电路
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微型计算机
- 大规模和超大规模集成电路
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单片计算机
- 巨大规模集成电路
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性能指标
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吞吐量
- 在某一时间间隔内处理的信息量
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响应时间
- 从输入有效到系统产生响应的时间度量
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利用率
- 在给定事件间隔内系统被实际使用的时间所占的比重
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处理机字长
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总线宽度
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存储器容量
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存储器带宽
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主频 f /时钟周期 T
- f = 1/T
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CPU执行时间
- tcpu=CPU执行周期数×CPU时钟周期
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CPI
- 执行一条指令所需的平均时钟周期数
- 执行某个程序所需的时钟周期数÷该程序指令总数
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MIPS
- 平均每秒执行多少百万条定点指令数
- = 指令数 ÷ （CPU执行时间 × 10^6）
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PLOPS
- 每秒执行浮点操作的次数
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计算机硬件
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冯诺依曼结构
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组成
- 运算器
- 存储器
- 控制器
- 输入设备
- 输出设备
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核心
- 存储程序
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计算机软件
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系统程序
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服务性程序
- 诊断
- 排错
- 练习
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语言程序
- 汇编
- 编程
- 解释
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操作系统
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数据库管理系统
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应用程序
多级层次结构
- 微程序级
- 一般机器级
- 操作系统级
- 汇编语言级
- 高级系统级
