文档介绍：计算机组成原理
主讲唐素勤陆遥
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第一章计算机系统概论
计算机的分类
计算机发展简史
计算机的硬件
计算机的软件
计算机系统的层次结构
计算机的发展简史
计算机的性能指标
吞吐量:指一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量。
响应时间:指从输入有效到系统产生响应之间的时间度量。
利用率:指在给定的时间间隔内,系统被实际使用的时间所占的比率。
处理机字长:指处理机运算器中一次能够完成二进制运算的位数。
总线宽度:一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。
存储器容量:存储器中所有存储单元的总数目。
存储器带宽:单位时间内存储器所存取的信息量,通常使用位/秒或字节/秒为单位。
主频/时钟周期:CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟是CPU内部一切工作的时间基准。主时钟的频率 f 叫CPU的主频,主频的倒数称为CPU的时钟周期 T 。
CPU执行时间:指CPU执行一般程序所占用的CPU时间,有
CPU执行时间=CPU时钟周期数×CPU时钟周期
CPI:指执行一条指令所需的平均时钟周期数,有
CPI=执行某段程序所需的CPU时钟周期数÷所执行的指令条数
MIPS:每秒百万指令数,即单位时间内执行的指令数,有
MIPS=所执行的指令数÷(程序执行时间×106)
MFLOPS:每秒百万浮点操作次数,即单位时间内执行的浮点操作次数,用来衡量机器浮点操作的性能。有
MFLOPS=程序中的浮点操作次数÷(程序执行时间×106)
计算机的硬件
冯•诺依曼型计算机的硬件组成
运算器
⑴完成所有的算术运算、逻辑运算、移位操作等;
⑵由ALU、通用寄存器组、移位寄存器、专用寄存器及相关数据通路组成,以ALU为核心;
⑶采用二进制数进行运算;
⑷运算精度取决于所能处理的二进制数的位数。
存储器
⑴存储器分为主(内)存和辅(外)存。
⑵信息在存储器中以二进制代码表示。
⑶主存用于存放正在执行的程序和正在处理的数据,外存则存放暂不执行的程序和暂不处理的数据。
⑷主存是CPU能直接访问的存储器,它由半导体存储器件构成。
⑸对主存进行数据的存、取以存储单元为基本单位进行。
⑹为了识别不同的存储单元,给每个存储单元编了号,并称其为存储单元的地址。
⑺对存储器的存、取操作均按地址进行。