MOOC華科計(jì)算機(jī)組成原理課程學(xué)習(xí)筆記；
本文所有圖片來自MOOC華科計(jì)算機(jī)組成原理課程。

1非時(shí)間指標(biāo)

1.1機(jī)器字長：指機(jī)器一次能處理的二進(jìn)制位數(shù)

• 由加法器、寄存器的位數(shù)決定；
• 一般與內(nèi)部寄存器的位數(shù)相等(字長)；
• 字長越長，表示數(shù)據(jù)的范圍就越大，精確度越高；
• 目前常見的有32位和64位字長。

1.2總線寬度：數(shù)據(jù)總線一次能并行傳送的最大信息的位數(shù)

• 一般指運(yùn)算器與存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)總線位數(shù)。
• 有些計(jì)算機(jī)內(nèi)部與外部數(shù)據(jù)總線寬度不一致：
• 8086、80286、80386內(nèi)外數(shù)據(jù)總線等寬；
• 8088、80386SX 外部總線寬度8位內(nèi)部總線寬度 16位；
• Pentium外總線64位，內(nèi)總線32位（兩條32位流水線）

1.3主存容量

是指一臺(tái)計(jì)算機(jī)主存所包含的存儲(chǔ)單元總數(shù)。

1.4存儲(chǔ)帶寬

指單位時(shí)間內(nèi)與主存交換的二進(jìn)制信息量， 常用單位B/s（字節(jié)/秒）。

影響存儲(chǔ)帶寬的指標(biāo)包括數(shù)據(jù)位寬和數(shù)據(jù)傳輸速率。

2時(shí)間指標(biāo)

2.1主頻、時(shí)鐘周期，外頻、倍頻

主頻f：指CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率，即CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)振蕩的速率，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力之間不是唯一的、直接關(guān)系；

時(shí)鐘周期T ：也稱節(jié)拍周期，是計(jì)算機(jī)中最基本的、最小的時(shí)間單位。在一個(gè)時(shí) 鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個(gè)最基本的動(dòng)作；

f 與T的關(guān)系 ：互為倒數(shù)，f越高，T就越小 (f =100MHz時(shí)T=10ns， f =1GHz時(shí)T=1ns)

外頻 ：指CPU(內(nèi)存)與主板之間同步的時(shí)鐘頻率(系統(tǒng)總線的工作頻率)；

倍頻 ：CPU主頻與外頻之間的倍數(shù)；

主頻 = 外頻 × 倍頻

注：超頻就是提高倍頻。

2.2 CPI (Clock cycles Per Instruction)

定義：執(zhí)行一條指令(平均)需要的時(shí)鐘周期數(shù)(即T周期的個(gè)數(shù))

分類：單條指令CPI 、一段程序中所有指令的CPI、指令系統(tǒng)CPI 等

計(jì)算方法：CPI = 程序中所有指令的時(shí)鐘周期數(shù)之和 / 程序指令總數(shù) = (程序中各類指令的CPI ×程序中該類指令的比例)

舉例：

IPC (Instruction per Clock)：每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行的指令條數(shù) (并行)

CPU性能判斷：CPU性能=IPC(CPU每一時(shí)鐘周期內(nèi)所執(zhí)行的指令多少)×頻率(MHz時(shí)鐘速度)

2.3 MIPS (Million Instructions Per Second) :每秒鐘CPU能執(zhí)行的指令總條數(shù) (單位：百萬條/秒)

公式：

舉例：

2.4 CPU時(shí)間

定義：執(zhí)行一段程序所需的時(shí)間 ( CPU時(shí)間+ I/O時(shí)間 + 存儲(chǔ)訪問時(shí)間+ 各類排隊(duì)時(shí)延等)。

CPU時(shí)間 = 程序中所有指令的時(shí)鐘周期數(shù)之和×T =程序中所有指令的時(shí)鐘周期數(shù)之和 / f

兩種計(jì)算方法：

舉例：

總結(jié)

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