2022.11.8大二《计算机组成原理》学习（第一章）（计算机硬件的主要指标）

        大家好，此篇博客记于2022.11.8，目的是分享今天的学习内容，由于刚刚接触这门课程，如果有什么错误或者有什么表达不清楚的地方，请斧正，谢谢。

前情回顾

        前面我们介绍了计算机系统的层次和它的组成，最重要的是了解了现在我们计算机的微指令级别的工作方式，但是计算机正处于一个快速发展的阶段，所以我们不仅仅需要理解现在的计算机结构，还要准备之后的计算机组成原理，让我们的名字加到这本书中。

        那怎么确定我们做出来的新组成方式强于现在的呢？

        那就是数据化指标。

        这就是本书作者如此编排内容的想法吧！

本篇目录

目录

前情回顾

本篇目录

具体内容

        机器字长

        存储容量

                例子1

                例子2

                例子3

                一些常用的单位

        运行速度

总结

致谢

---

具体内容

        机器字长

        它是指CPU（控制单元CU和算术逻辑单元ALU）一次能够处理数据的位数。举个例子，如果我们有两个1024位的数据，要求它们做加法，如果机器字长只有512位，那么计算机就需要进行两次加法运算，但是如果其有1024位呢？就只需要一次了。其他变量都相同的情况下消耗的时间几乎是两倍了。

        当然，在现实生活中，影响运算次数的不仅仅是这一个属性。

        其是冯诺依曼体系中对于运行速度影响最大的属性。

        存储容量

        这个应该很好理解了，肯定是存储量越大的效率越高，当然也就越贵。

        其可以分为主存容量和辅存容量。

        之前我们提到过主存可以看作是一个一级收纳箱，那么在不知道长宽高，但是知道有多少个二级收纳箱，和二级收纳箱的体积时，收纳箱的体积怎么算？

        小学二年级都知道，用二级收纳箱的体积乘以二级收纳箱个数。

        那么映射到存储容纳就是：

                                          存储容纳=存储单元个数*存储单元容量

        存储单元个数可以通过地址（编号）得到，而存储单元容纳就是上一篇文章讲过的存储字长（上一篇的链接）

        这个存储单元上可能有一些难以理解，所以，举三个例子。

                例子1

        第一个例子（十进制）：

        如果我们二级容器的编号是2位（满编）的，二级容器体积是5位，求一级容器的体积。

        首先，我们可以知道一共有100个二级容器（00~99，共计100个）。

        其次二级容器的体积是5（就是说有五个三级容器，而三级容器的体积默认为1）。

        最后，我们可以根据公式得出一级容器的体积是100*5=500。

                例子2

        第二个例子（二进制）：

        如果我们二级容器的编号是2位（满编）的，二级容器体积是5位，求一级容器的体积。

        同样的算法。

        首先，我们可以知道一共有4个二级容器（00~11，共计4个）。

        其次二级容器的体积是5。

        最后，我们可以根据公式得出一级容器的体积是4*5=20

                例子3

        第三个例子（二进制，考试中的实例）

        如果我们MAR是4位的，MDR是8位，求主存的存储容量。

        首先，MAR是存储器地址寄存器，它的位数就是地址（编号）的位数。所以，我们有2^4（0000~1111，一共是二的四次方个）

        其次，MDR是存储器数据寄存器，它的位数就是存储器中一个字的长度，就是存储字长，所以存储字长是8

        最后，我们可以根据公式可以知道主存的存储容量是8*2^4=128(二的七次方)

                一些常用的单位

        1K=2的10次方

        1M=2的20次方

        以上是常用的，其他的可以看看大佬的博客。

        运行速度

        吉普森法:

                                        

        其中，T为时间，f为指令占比，t为指令时间

        MIPS表示法：

        1MIPS为某机器在1秒内执行100万条指令

        CPI表示法：

        执行一条指令的时钟周期数（机器主频的倒数）

总结

        本篇博客主要讲解了计算机硬件的一些技术指标，其中存储容量和运算速度是考研常考题，如果想要考研的还需要刷刷题，但是如果只是想要过期末考试就看看理解概念就行了（老师的原话），至此我们的部件的简单介绍就完结了。接下来的几篇博客都是关于不同部件之间的通信——系统总线的。在此之后就是关于各个部件的较为深入介绍了。

致谢

这里是技术观察官，记于2022.11.8，与诸君共勉。