计算机组成原理学习笔记第1章 1.2

本篇笔记整理：Code_流苏(CSDN)

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定义：指机器一次能处理的二进制位数

定义：数据总线一次能并行传送的最大信息的位数

定义： 是指一台计算机主存所包含的存储单元总数 。

定义： 指单位时间内与主存交换的二进制信息量              ps：常用单位B/s(字节/秒) 。                   (影响存储带宽的指标包括数据位宽和数据传输速率 )

定义：指CPU内核工作的时钟频率，即CPU内数字脉冲信号振荡的速率， 与CPU 际的运算能力之间不是唯一的、直接关系；

定义：也称节拍周期，是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内， CPU 仅完成一个最基本的动作；

关系：互为倒数，f 越高， T就越小 （f=1/T） 例如： f=100MHz 时   —>  T=10ns f=1GHz时      —>    T=1ns

定义：指CPU( 内存)与主板之间同步的时钟频率(系统总线的工作频率);

定义：CPU主频与外频之间的倍数 公式关系： 主频 = 外频 × 倍频 如： Pentium 4 2.4G CPU主频 2400M = 133M (外频 ) × 18 ( 倍频)

如何超频？

执行一条指令平均需要的时钟周期数(即T周期的个数)

单条指令CPI 、一段程序中所有指令的 CPI 、指令系统 CPI 等

CPI = 程序中所有指令的时钟周期数之和 / 程序指令总数 = 程序指令总数

例1 某计算机指令系统中各类指令所占比例及CPI如下表所示，求程序的CPI。

解： CPI = 1 * 60% + 2 * 18% + 4 * 12% +8 * 10% = 2.24

补充：IPC (Instruction per Clock)：每个时钟周期内执行的指令条数 (并行)

实际上频率和 IPC 在真正影响 CPU 性能 。 准确的 CPU 性能判断标准应该是： CPU 性能 =IPC(CPU 每一时钟周期内所执行的指令多少) × 频率 (MHz 时钟速度)----由英特尔提出并被业界广泛认可。 例如： 如果将英特尔用于企业级服务器的主频为800MHz的安腾处理器(英特尔的最高级系列 CPU) 与用于台式机的主频为1800MHz的奔腾4处理器进行对比。 主频为800MHz的安腾处理器 PK 主频为1800MHz的奔腾4处理器 PK结果： 主频仅为800MHz的安腾处理器在性能上竟然比主频高达1800MHz的奔腾4处理器还要强大。

每秒钟CPU能执行的指令总条数 (单位：百万条/秒)

例如： 某计算机主频为1GHZ，在其上运行的目标代码包含 2x10^5 条指令，分4类，各类指令所占比例和各自CPI如下表所示，求程序的MIPS。

执行一段程序所需的时间 ( CPU时间+ I/O时间 + 存储访问时间+ 各类排队时延等)。

CPU时间 = 程序中所有指令的时钟周期数之和 × T = 程序中所有指令的时钟周期数之和 / f(回顾汇编语言课程中延时子程序的设计原理)

考虑CPI后的CPU时间：

考MIPS后的CPU时间:

例如：某计算机主频为1GHZ 在其上运行的目标代码包含 2 ×10^5 条指令，分4类，各类指令所占比例和各自 CPI 如下表所示，求该段程序的 CPU 时间 。

方法1：

方法2：

思考：

   f、 CPI 、 MIPS 、 CPU 时间在评价计算机性能方面的特点和不足

b.逻辑等效性

1.2 计算机系统性能评价 1️⃣非时间指标 2️⃣时间指标 3️⃣时间指标的应用思考

本篇笔记整理：Code_流苏 笔记内容学习资料：计算机组成原理微课版(谭志虎、秦磊华等编著) 课件资料及视频学习：MOOC计算机组成原理(华科大)

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