【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

本文主要是介绍【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,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

计算机系统概论目录


文章目录

  • 计算机系统概论目录
  • 前言
  • 一、冯诺依曼结构原理
    • 1.1 计算机之父的传奇
    • 1.2 冯诺依曼计算机的组成
      • 1.2.1 硬件系统
      • 1.2.2 软件系统
    • 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
    • 2.2 时间指标
  • 三、总结


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!!!


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

在这里插入图片描述
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

在这里插入图片描述

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:
在这里插入图片描述


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。

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