华中科技大学计算机组成,华中科技大学计算机组成原理.pptx

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第一章、计算机系统概述2011版权说明:本课程PPT在计算机学院谭志虎老师ppt基础上修改2本章主要内容计算机分类、应用计算机发展简史计算机硬件系统计算机软件系统计算机系统层次结构3计算机分类电子计算机从总体上来说分为模拟计算机和数字计算机两大类:电子模拟计算机。“模拟”就是相似的意思。模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。电子数字计算机,它是在算盘的基础上发展起来的,是用数目字来表示数量的大小。数字计算机的主要特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。4计算机分类数字计算机与模拟计算机的主要区别5计算机分类计算机电子模拟计算机电子数字计算机通用计算机专用计算机超级计算机大型机服务器工作站微型机单片机6计算机的性能指标(1)吞吐量: 表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量,单位是字节/秒(B/S)。响应时间: 表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量,用时间单位来度量,例如微秒(10-6S)、纳秒(10-9S)。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。7计算机的性能指标(2)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。8计算机的性能指标(3)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Pentium4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。9计算机的性能指标(4)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CPI: 表示每条指令周期数,即执行一条指令所需的平均时钟周期数。用下式计算:CPI= 执行某段程序所需的CPU时钟周期数该程序包含的指令条数10计算机的性能指标(5)MIPS:表示每秒百万条指令数,用下式计算:MIPS= 指令条数程序执行时间×106 = 时钟频率CPI×106MIPS是单位时间内的执行指令数,所以MIPS值越高说明机器速度越快。程序执行时间Te为:Te= 指令条数MIPS×106

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