一、发展历程

(略)

二、计算机组成

  计算机=硬件(效率)+软件(灵活性) 硬件和软件逻辑上等效但不等价
  硬件=运算器+控制器+存储器+输入+输出
  软件=系统软件+应用软件
  系统软件:OS、DBMS(DBS不是)、语言处理程序(如编译程序)、分布式软件系统、网络软件系统、标准库程序、服务性程序。
  应用软件:科学计算、工程设计、数据统计与处理。

三、性能指标

  • 机器字长:一次能处理的二进制位数,字节整数倍。
  • 数据通路带宽:数据总线一次所能并行传送信息的位数,是外部数据总线的位数。
  • 主存容量:字数X字长,或者用字节衡量。与MAR、MDR有关。

  • 吞吐量:单位时间内能处理请求的数量,主要取决于主存的存取周期。
  • 响应时间:从发出请求到获得结果的时间,包括运行时间、等待时间。
  • CPU时钟周期:CPU中最小的时间单位。
  • CPU时钟频率/主频:每秒发生的时钟周期数,是CPU时钟周期的倒数。是衡量机器速度的重要参数。
  • CPI(Clock cycle Per Instruction):执行一条指令所需的时钟周期数。
  • CPU执行时间(运行一个程序的时间)=CPU时钟周期数/主频=指令条数*CPI/主频

主频、CPI、指令条数是影响CPU执行时间的三个因素,它们互相制约。

  • MIPS(Million Instructions Per Second):每秒执行多少百万条指令=主频/CPI
  • MFLOPS:每秒执行多少百万次浮点运算
  • GFLOPS:每秒执行多少十亿次浮点运算
  • TFLOPS:每秒执行多少万亿次浮点运算

附:王道天勤选择题笔记

1.早期的冯诺依曼体系结构
【王道笔记-计算机组成原理】第一章 计算机系统概述

  • 以运算器为中心,且为单处理器。
  • ‘’存储程序‘’原理, 按地址访问并顺序执行指令。
  • 控制流驱动方式。

2.对用户是否透明的问题
  状态寄存器、通用寄存器、程序寄存器对汇编程序员可见;指令寄存器、MDR、MAR对程序员不可见。

3.CPI的影响因素
  系统结构、指令集、计算机组织都会影响CPI,时钟频率不产生影响,只会影响指令的执行速度。

4.吞吐率是一个综合参数。

5.提高 CPU 主频、扩大主存容量对性能的提升是有限度的。采用并行技术是实现高性能计算的重要途径,现今超级计算机均采用多处理器来增强并行处理能力。

6.“运算速度”指标的含义是每秒能执行多少条指令而不是别的(比如操作系统的命令)。

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