计算机组成原理(2)

因为学校的课程设置是没有计组，计网和操作系统。但是总觉得这些很重要，一些底层基础东西还是有必要去掌握。所以自此打算花费一到两个月来自学计算机组成原理。可能学习的不是很深入，毕竟不是学校系统的学习，但是了解一点基础也是极好的。此博客只记载自己所学习到的新东西，欢迎大家指正错误。2020.1.25

本博客的主要内容有：计算机系统的层次结构   、编译程序和解释程序的区别、计算机性能指标 、常用数量单位  等

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复习：

1.冯诺依曼以运算器为核心的，每次存储数据都要经过运算器；现代计算机以存储器为核心

2.运算器包括ACC 、MQ 、X 、ALU（最为重要）

3.控制器包括CU 、IR 、PC，完成一条指令包括取指令（PC会自加），分析指令（IR），执行指令（CU）

4.主存储器包括主存储体 、MAR 、MDR

一条指令工作过程，根据PC从MAR中取到指令地址，根据MDR知道所执行的指令给IR，IR把指令给CU，CU根据操作码知道执行什么操作，IR再把指令传递给MAR，中MDR中知道对对谁执行操作，再根据CU指挥，把MDR中的数据传递给ACC或者ＭＱ等，进行下一步操作。

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目录

复习

计算机系统的层次结构 

计算机性能指标

存储器的性能指标

CPU的性能指标

常用数量单位

其他

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计算机系统的层次结构 

M0:CPU只能执行机器语言即二进制指令，微程序机器M0（微指令系统）可以看成传统机器语言的一个分解，来解释Ｍ１的指令

M3:用汇编程序翻译成机器语言程序，只是看起来像能直接执行，所以叫虚拟机器，汇编语言指令和机器语言指令一一对应,只是更便于理解,属于低级语言

M4:高级语言程序员视角看来好像能直接识别高级语言,所以叫虚拟机器,但其实

• 代码需要经过编译程序翻译(编译器)成汇编语言程序,在翻译(汇编器)成机器语言程序
• 也有程序经过编译程序之后直接得到机器语言程序(C,C++),编译型语言
• 源程序通过解释程序(解释器)解释成机器语言程序(如:shell、python)

编译程序:将高级语言的源程序全部语句一次性翻译成机器语言程序,而后在执行机器语言程序(只需翻译一次),效率更高

解释程序:将源程序的一条语句翻译成对应的机器语言的语句,并立刻执行,紧接着在翻译下一句(每次执行都要翻译)

计算机性能指标

存储器的性能指标

存储器总容量=存储单元个数*存储字长

Eg:MAR=32位  MDR=8位 

存储器总容量=  *8bit=4GB

1B=8bit

1kB=B=bit

CPU的性能指标

CPU主频:CPU内数字脉冲信号震荡的频率,一秒内的时钟周期,单位Hz

CPU时钟周期=1/CPU主频,单位微秒、纳秒

CPI:每一条指令执行需要多少时钟周期,不同指令,CPI不同;甚至相同的指令,CPI也可能有变化,比如取数也与主存的负荷有关

执行一条指令的耗时:CPI*CPU时钟周期

IPS:每秒执行多少条指令=主频/CPI

FLOPS:每秒执行多少次浮点操作

常用数量单位

描述处理文件大小和处理速度的K、M、G的含义是不一样的:处理大小K表示,M表示,G表示

处理频率K表示 , ,  

其他

数据通路的带宽:数据总线一次所能并行传送信息的位数(各硬件通过数据总线来传输数据),会直接影响处理数据效率

吞吐量:指系统在单位时间内处理请求的数量

响应时间:指从用户像计算机发送一个请求,到系统对该请求做出相应并获取它所需要的结果的等待时间

基准程序:用来测量计算机处理速度的一种使用程序,不见得越快越好