【计算机组成原理 第一章】 计算机系统概论 华中科技大学 秦磊华老师

计算机系统概论目录

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前言

为什么要学习计算机组成原理呢？如果你不学习408这4门基础课，那么你就只能处在开发阶段，无法上升为架构师级别，说白就是升职加薪呗！！！

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一、冯诺依曼结构原理

1.1 计算机之父的传奇

冯诺依曼这位计算机之父在20世纪50年代提出的计算机应该由运算器、控制器、存储器以及输入输出设备组成。

1.2 冯诺依曼计算机的组成

1.2.1 硬件系统

运算器：算术与逻辑运算，ALU作计算的单元，寄存器:存储计算的结果和中间值的单元。
控制器：传达指令在执行的控制信号。 (电平信号、脉冲信号)
存储器：构成：MAR存数据的地址,MDR读取数据的暂存 主存储体。
作用：存储源程序、原数据、运算中间结果。
输入输出设备：向计算机传输数据和计算机输出数据的设备

1.2.2 软件系统

软件的表现形式是程序和数据。核心是算法。
分为系统软件和应用软件。
软硬件相互协调工作

1.3 计算机的层次结构

二、计算机系统性能评价

2.1 非时间指标

机器字长：机器一次能处理的二进制位数
总线宽度：数据总线一次能并行传送的最大信息的位数
主存容量：一台计算机主存所包含的存储单元总数
存储带宽：单位时间内与主存交换的二进制信息量

2.2 时间指标

主频f：CPU内核工作的时钟频率
时钟周期T：最基本最小的时间单位，在一个时钟周期内CPU所能完成一个最基本的动作。 主频越大，时钟周期越小
外频：CPU(内存)与主板之间的时钟频率
倍频：CPU主频与外频之间的倍数

CPI：执行一条指令(平均)需要的时钟周期数
CPI=程序所有指令的时钟周期和/程序指令总数
=程序各类指令的CPI程序该类指令比例之和
IPS：CPU每一时钟周期内所执行的指令多少
判断CPU性能：CPU性能 = IPC频率(MHz时钟速度)

MIPS：每秒钟CPU能执行的指令总台数 (单位：百万条/秒)

CPU时间：

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三、总结

在开发中我们只需要如何实现逻辑，但在学了这个后，你还需要考量硬件的实际性能，考察后如何设计你的代码和逻辑。