1、冯洛伊曼的机要考虑:

1、冯洛伊曼的重点考虑:

1、计算机概要与技术,计算机概要技术

1、冯洛伊曼的严重性思想:

(1)用二进制代码表示程序和数码;

(2)总计机应用储存程序的行事方法;

(3)计算机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部件组成。

2、总计机质量的概念

(1)相应时间(Response 提姆e)

     从提出请求到被实践的时刻。

(2)吞吐率(Throughput)

   单位时间内所做的干活。

(3)进步相应时间和吞吐率的措施?

     用更快的统计机。

     用更多的微机。

3、性能

(1)CPU时间

            执行某一义务在CPU的消费的日子。

     不包含等待I/O或运行其余程序的大运。

(2)时钟周期  

            统计机一个时钟周期的时刻,经常是统计机时钟,一般为常数。

  CPU时间 = CPU时钟周期数 * 时钟周期

       
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     改进质量的艺术:

      减小时钟周期数。

      增添时钟频率。

 例子:

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 解答:     

       
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4、指令品质

(1)CPI(Clock cycle per instruction)

   
 表示执行每条指令所需的平均时钟周期数,是一个先后全体下令所用时钟周期数的平均值

            CPU时钟周期数 = 程序指令数 x CPI

      CPU时间 = 程序指令数 x CPI x 时钟周期

例子1:

         
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                CPU时间A < CPU时间B 所以A快。

事例2:代码段的可比

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处理器概要与技术,计组第一章。解答:

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5、品质的可比

       相比较2台微机品质时应该考虑四个因素:

    指令数、CPI、时钟频率

6、Amdahl定律

       简化常用事件,速度可以更快。

       
 选用更快的推行办法后所获得的系统特性进步,与那种实践方式的采取功效或占总执行时间的比重有关。

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 Amdahl定律可以演讲为:系统中某一部件由于采取某种更快的施行措施后所获取系统性能的增进,与那种实践格局的施用效用或占总执行时间的比重有关。

     Amdahl定律定义了一台微机种类利用某种立异格局所获得的加快比。

       
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例子1:

       
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Tips:

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小测试:

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1、冯洛伊曼的首要性考虑: (1)用二进制代码表示程序和数目;
(2)总结机应用储存程序的办事方…

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(1)用二进制代码表示程序和数量;

(1)用二进制代码表示程序和多少;

一、计算机分类:

(2)计算机应用储存程序的行事措施;

(2)总括机应用储存程序的劳作办法;

民用统计机PC、服务器Server 、一级总结机、嵌入式处理器(最多)

(3)统计机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部件组成。

(3)统计机硬件由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备等五大部件组成。

二、后PC时代:

2、总结机品质的定义

2、统计机品质的定义

  • 个人移动装备PMD Personal Mobile Device
    ,接纳电池供电,有线互连网,触摸屏
  • 云计算替代传统的服务器,仓储规模计算机的大型计算要旨,可以使用租售的法门获得

(1)相应时间(Response
提姆e)

(1)相应时间(Response
提姆e)

三、总结机系统结构的七个巨大思想

   
 从提议呼吁到被实践的光阴。

   
 从提议呼吁到被实施的大运。

  1. 面向Moore定律的统筹
  2. 应用抽象简化设计
  3. 增速大致率事件
  4. 经过互动进步质量
  5. 因而流程进步品质
  6. 通过预测提升质量
  7. 存储器层次
  8. 通过冗余升高可信性

(2)吞吐率(Throughput)

(2)吞吐率(Throughput)

四、一个软件的多个层次: 应用层次==》系统软件==》硬件

  
单位时间内所做的办事。

  
单位时间内所做的工作。

里面系统软件包涵:操作系统,编译程序(最尊敬的,必须的),加载程序,汇编程序

(3)进步相应时间和吞吐率的点子?

(3)提升相应时间和吞吐率的章程?

六、任何统计机都要成功的基本功用:

   
 用更快的微机。

   
 用更快的处理器。

  • 输入数据
  • 输出数据
  • 处理数量
  • 仓储数据

   
 用越来越多的微机。

   
 用越多的处理器。

与之相应的经典部件:

3、性能

3、性能

  • 输入
  • 输出
  • 存储器
  • 数据通路/运算器
  • 控制器

(1)CPU时间

(1)CPU时间

末段四个合称 处理器/CPU

            执行某一义务在CPU的开销的小时。

            执行某一职分在CPU的开销的光阴。

七、存储器有:

   
 不包蕴等待I/O或运行其他程序的小时。

   
 不包蕴等待I/O或运行其余程序的时日。

  • 易失性存储器
    • 内存—DRAM Dynamic Random Access Memory 动态随机访问存储器
    • 电脑内部的缓存—SRAM Static Random Access Memory
      静态随机访问存储器 速度更快并且不那么密集,不过造价比DRAM 更贵,

(2)时钟周期  

(2)时钟周期  

SRAM DRAM处于存储器层次的两层 以上属于易失性存储器,下边是非易失性存储器
前者称为主存,后者称为二级存储器

           
统计机一个时钟周期的时光,日常是统计机时钟,一般为常数。

           
总计机一个时钟周期的小时,日常是电脑时钟,一般为常数。

  • 非易失性存储器
    • 二级存储器的卓著代表是:Disk硬盘 mp4也是二级存储器
    • 别的在后PC时代中闪存Flash Memory
      在个人引动设备中替代了磁盘,但是由于闪存存在100000~1000000
      次后老化的后天不足,所以必须时刻记录
      SRAM DRAM处于存储器层次的两层

 
CPU时间 = CPU时钟周期数 * 时钟周期

 
CPU时间 = CPU时钟周期数 * 时钟周期

八、处理器芯片的制作进程(晶体管—集成电路–超大规模集成电路VLSI)

       
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硅锭 Silicon Crystal Ingot ==》 晶圆wafer ==》 切分独立晶圆 =
芯片(矩形) chip
芯片被接连到I/O引脚上 这一进程称为封装,之后交给客户

     改革质量的法子:

     改正质量的点子:

九、质量的定义

     
减小时钟周期数。

     
减时辰钟周期数。

村办总结机对下跌响应时间比较感兴趣,可是服务器对增强吞吐率感兴趣

     
增添时钟频率。

     
扩张时钟频率。

  • 响应时间:计算机已毕某个任务所急需的总时间

 例子:

 例子:

特性X / 质量Y = 执行时间 Y / 执行时间X =n 也就是说X比Y快n倍,质量优于Y
  • 吞吐率:也叫带宽 bandwidth 单位时间内成功的任务数

十、CPU的性能

CPU(执行)时间 执行某一个职务在CPU上消费的小运 具体分为:

    1. 用户程序的时辰 ,简称为用户CPU时间
    1. 操作系统为用户服务如–等待I/O 或者运行其余程序的时日 系统CPU时间

十一、指令的品质

一如既往的主次所急需执行的指令数是必然的,那时候就要考虑推行每条指令的平均周期数,也就是
CPI 表示执行每条指令所需的时钟周期数的平均值,那么有如下的公式:

       
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CPU时钟周期数=程序的授命数 X 每条指令的平均时钟周期数

十二、经典的CPU品质公式

 解答:
    

 解答:
    

CPU时间=指令数 X CPI X 时钟周期 = 程序的拥有指令所占周期之和 X 周期时间

或者是:

       
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CPU时间=指令数 X CPI / 时钟频率 = 程序的享有指令所占周期之和 / 时钟频率

       
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永恒铭刻:唯一可以被统统可靠测量的微处理器品质目标是时刻。

硬件或者软件指标 影响的因素
算法 指令数,可能CPI
编程语言 指令数,CPI
编译程序 指令数,CPI
指令集体系结构 指令数,CPI,时钟频率
十三、谬误:革新计算机的某个方面时,总希望总质量的坚实与革新大小成正比。

4、指令质量

4、指令品质

Amdahl定律: 革新执行后的流年=受影响的立异时间/创新量 + 不受影响的履行时间

比方一个顺序在一台微机上一起要100s的周转时刻,其中80秒是程序的乘法操作,要是要让该程序的运行速度进步五倍,乘法操作的改良量为n,那么有:
改正后的推行时间(20s)=(80s)/n + (20s)
那么可以瞥见,n为无穷大。
澳门金沙国际,那就是amdahl 是入账递减定律的量化版本。

十四、总计机的新思考立异了成品的性价比:

    1. 在先后中开发并行性,方今的杰出形式是依靠多处理器
    1. 付出存储器层次结构的有的访问性,方今典型的办法是cache

(1)CPI(Clock
cycle per instruction)

(1)CPI(Clock
cycle per instruction)

   
 表示执行每条指令所需的平分时钟周期数,是一个主次全体命令所用时钟周期数的平均值

   
 表示执行每条指令所需的平均时钟周期数,是一个主次全部命令所用时钟周期数的平均值

           
CPU时钟周期数 = 程序指令数 x CPI

           
CPU时钟周期数 = 程序指令数 x CPI

     
CPU时间 = 程序指令数 x CPI x 时钟周期

     
CPU时间 = 程序指令数 x CPI x 时钟周期

例子1:

例子1:

         
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                CPU时间A
< CPU时间B 所以A快。

                CPU时间A
< CPU时间B 所以A快。

事例2:代码段的可比

事例2:代码段的可比

     
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解答:

解答:

 
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5、质量的可比

5、质量的相比

       相比较2台微机品质时应该考虑多个因素:

       比较2台微机品质时应该考虑八个因素:

   
指令数、CPI、时钟频率

   
指令数、CPI、时钟频率

6、Amdahl定律

6、Amdahl定律

       简化常用事件,速度可以更快。

       简化常用事件,速度可以更快。

         选用更快的推行办法后所得到的连串质量进步,与那种实践格局的使用频率或占总执行时间的比重有关。

         选拔更快的推行措施后所得到的体系品质提升,与那种实践格局的行使频率或占总执行时间的比重有关。

     
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 Amdahl定律可以演讲为:系统中某一部件由于使用某种更快的履行办法后所获得系统特性的增高,与那种实践措施的行使成效或占总执行时间的百分比有关。

   
 Amdahl定律能够解说为:系统中某一部件由于应用某种更快的执行格局后所获取系统特性的增加,与那种实践措施的选用功能或占总执行时间的百分比有关。

   
 Amdahl定律定义了一台微机种类选取某种创新措施所取得的加快比。

   
 Amdahl定律定义了一台统计机体系运用某种立异措施所取得的加快比。

       
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例子1:

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Tips:

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小测试:

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