计算机体系结构 第三章 CPU性能公式 CPI相关计算

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#算法

本文探讨了计算机性能的两个关键指标——平均指令周期数（CPI）和时钟周期。CPI衡量执行特定程序时CPU的效率，而时钟周期定义为时钟频率的倒数，表示CPU在一个周期内完成的基本操作。通过理解这两个概念，读者可以更好地评估计算机的运行速度和处理能力。同时，文章还涉及了TLB（转换查找缓冲）的失效率计算以及与CPI相关的指令计算实例，为深入理解CPU性能提供实践应用。
平均指令周期数 ：CPI（Cycle Per Instruction）表示执行某个程序的指令平均周期数，可以用来衡量计算机运行速度。
时钟周期：也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数，在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。

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TLB失效率计算

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指令相关计算CPI

例题1

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例题2

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例题3

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36-CPU性能分析：CPI计算与性能优化方法
2301_79143213的博客
09-22 42
文章摘要 本文深入解析CPU性能指标与优化策略，从时钟频率、指令数、CPI和执行时间等核心指标切入，详细阐述CPI的计算方法（包括单周期、多指令类型及流水线停顿场景），并给出Verilog实现示例。性能优化方面提出三大方向：减少指令数（算法/编译器优化）、降低CPI（流水线/超标量/分支预测）及提高时钟频率（关键路径优化/工艺升级）。通过数据前递、分支预测器和缓存设计等实例，展示具体优化方法，为CPU性能提升提供系统化解决方案。
【从零开始学习计算机科学】计算机体系结构（一）计算机体系结构、指令、指令集（ISA）与量化评估
最新发布
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03-10 1074
自第一代通用计算机出现至今，计算机的计算能力已得到大大的提升。在1978到1986年之间，计算机的性能每年平均增长25%，在1986年到2003年，计算机的性能平均增长52%，在2003年至2010年，性能平均增长22%。计算机性能的提升，受到多方面的影响。但是，其本质上的提升在于其物理设备的制造技术的进步以及体系结构的发展。对于第一代到第四代计算机的划分，就是从其物理基础上划分的，即电子管，晶体管，集成电路。基本上，整个计算机体系中的飞跃式的进步，绝大多数都是由计算机的物理基础和体系结构的发展所造成的。
国家统计局关于CPI的计算方法
04-18
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12-15 2016
冯洛伊曼计算机结构特点：冯洛伊曼结构模型采用存储程序方式计算机有运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大基本部件组成存储器用于存放指令和数据；运算器完成算术运算和逻辑运算；操作人员通过输入设备和输出设备使用计算机计算机内部以二进制形式表示指令和数据；每条指令由操作码和地址码组成；操作码指出操作类型；地址码指出操作数的地址；由一串指令组成程序。硬件：中央处理器：数据通路（指令执行过程中所流经的...
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计算机组成原理期末复习（《计算机组成原理与系统结构》包健 著） 计组 杭电计组
计算机组成与体系结构期末复习题
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