计算机组成原理基础的一些概念

初次接触硬件相关的知识,还作为一门核心专业课,毕竟以前接触的大部分都是软件相关的。所以还是有些迷惑的,在此记录一下一些基本概念,一来方便复习,二来引起自己的重视

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计算机的吞吐量:

计算机系统的吞吐量是指流入,处理和流出系统的信息的速率。它取决于信息能够多快地输入内存,CPU能够多快地取指令,数据能够多快地从内存取出或存入,以及所得结果能够多快地从内存送给一台外围设备。这些步骤中的每一步都关系到主存,因此,系统吞吐量主要取决于主存的存取周期。由于上述原因,采用双端口存储器可以增加主存的有效速度

响应时间

响应时间是指完成一个任务的全部时间,包括磁盘访问时间、存储器访问时间、I/O访问时间等。在多道程序时,CPU在一个程序处于I/O等待时会转去执行另外一个程序,这样就会减少等待时间

利用率 

表示在给定的时间间隔内,系统被实际使用的时间所占的比率,一般用百分比表示。

处理机字长 
指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。当前处理机的字长有8位、16位、32位、64位。字长越长,表示计算的精度越高

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,通常用KB、MB、GB、TB来表示。  其中K=210,M=220,G=230,T=240,B=8位(1个字节)。 存储器容量越大,记忆的二进制数越多。

存储器带宽

存储器的速度指标,单位时间内从存储器读出的二进制数信息量,一般用字节数/秒表示

主频/时钟周期  

CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率(f)叫CPU的主频。度量单位是MHz(兆赫兹)、GHz(吉赫兹)。例如Pentium系列机为60MHz~266MHz,而Pentium 4升至3.6GHz。 主频的倒数称为CPU时钟周期(T),即T=1/f,度量单位是微秒、纳秒

CPU执行时间 

表示CPU执行一段程序所占用的CPU时间,可用下式计算:CPU执行时间 = CPU时钟周期数 × CPU时钟周期长

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冯·诺依曼体系结构
计算机组成原理讨论的基础就是冯·诺依曼的计算机,其基本设计思想就是存储程序和程序控制,具有以下特点:
(1)由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成计算机系统,并规定了这五部分的基本功能。
(2)采用存储程序的方式,程序和数据放在同一个存储器中,指令和数据一样可以送到运算器运算,即由指令组成的程序是可以修改的。
(3)数据以二进制数码表示。
(4)指令由操作码和地址码组成。
(5)指令在存储器中按顺序存放,由指令计数器(PC)指明要执行的指令所在单元地址,一般按顺序递增,但可按运算结果或外界条件改变。
(6)机器以运算器为中心,I/O设备与存储器间数据传送都通过运算器。

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