计组

本文深入探讨了计算机架构中的关键概念,包括机器字长、存储字长和数据字长的区别,以及它们如何影响计算机性能。文章还解释了操作系统位数与机器字长的不同,MFLOPS在科学计算中的重要性,以及影响CPI的因素。此外,还讨论了计算机操作的最小单位时间、吞吐量作为评价系统性能的综合参数,以及高性能计算机设计的并行技术。

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一些概念

机器字长、存储字长、数据字长
机器字长是计算机一次能处理的二进制数的长度
一个存储单元中二进制代码的位数称为存储字长,等于MDR的位数
数据字长是数据总线一次能并行传送信息的位数,可以不等于MDR的位数
注意:操作系统的位数是操作系统可寻址的位数,与机器字长是不一样的。一般可以通过寄存器的位数来判断机器字长。

用于科学计算的计算机中,标志系统性能最有用的参数是MFLOPS
因为用于科学计算的计算机主要就是评估浮点运算的性能。

计算机的机器字长要看清是字节还是

透明寄存器
汇编程序员可见状态寄存器、通用寄存器、PC。而IR、MAR、MDR是CPU内部工作寄存器,对程序员不可见。

计算机操作的最小单位时间
时钟周期是最基本的时间单位。而CPU周期又名机器周期,由多个时钟周期组成。

CPI是执行一条指令所需时钟周期数。系统结构、指令集、计算机组织都会影响CPI。时钟频率不会影响CPI,但可以加快指令的执行速度。

从用户观点看,评价计算机系统性能的综合参数是吞吐量
主频、主存容量和指令系统(间接影响CPI)并不是综合性能的体现。
吞吐率指系统在单位时间内处理请求的数量,是评价计算机系统性能的综合参数。

设计高性能计算机
提高CPU主频、扩大主存容量对提高性能是有限度的。
采用并行技术是实现高性能计算机的重要途径。现今超级计算机多采用多处理器来增强并行处理能力。

运算速度是指每秒钟能执行多少指令。
利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上,这样一块芯片叫做CPU

MAR的长度和PC长度相同、
MAR的计算要看存储容量是多少。如果是64K,意味着2^16=64K,那么MAR是16位的。

存储器之间的通路
PC→MAR
Ad(IR)→MAR
MDR→IR
取数:MDR→ACC
存储:ACC→ACC
MDR→X

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