计组笔记_chapter1

三月 02, 2022

szh大废物的计组笔记。

第1章计算机概述

计算机的分类和应用

通用计算机分类

面向应用的分类

通用计算机
专用计算机/嵌入式计算机(Embedded)

计算机的应用
略

计算机发展简史

计算机的演进

第0代机械时代（BC-1940
第1代电子管时代（1943-1959）
第2代晶体管时代（1960-1968）
第4代超大规模集成电路时代（1978－现在）
第5代量子计算机、光计算机、生物计算机？

世界上第一台计算机：ENIAC

摩尔定律：集成电路芯片中晶体
管数量大体上每2年翻一番

计算机的性能指标(易考)

响应时间
利用率
处理机字长
总线宽度
吞吐量：通常用KB、MB、GB(gigabit吉比特)和TB表示。B表示Byte(字节)，b表示bit。 $K\equiv2^{10},M\equiv2^{20},G\equiv2^{30}$
存储器带宽：一般用字节数/秒表示
主频/时钟周期:CPU的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率f称为CPU的主频。度量单位是MHz（$10^6$）、GHz($10^9$)。可以理解为每秒有几个CPU时钟周期。
主频的倒数称为CPU时钟周期T，T=1/f，度量单位是微秒，纳秒。
CPU执行时间:表示CPU执行一段程序所占用的CPU时间，也可以用指令数目x每条指令的平均执行时间。而每条指令的平均执行时间可以用每条指令所需的平均时钟周期数目x时钟周期时间。
$\tiny CPU执行时间=程序的指令数\times CPI\times CPU时钟周期时间$
CPI（Clock Cycles Per Instruction）:表示每条指令执行所需要的时钟周期数，或执行一条指令所需的平均时钟周期数。
$\tiny CPI=程序执行所需的CPU时钟周期总数÷程序的指令总数$
MIPS：每秒百万指令数。M:百万million ($\tiny\underline{10^6}$) ，I:instruction指令，PS:per second每秒
$\tiny MIPS=（指令总数 \div 程序执行时间）\times 10^{-6}$
MFLOPS：每秒百万次浮点操作次数。FLO：浮点操作
$\tiny MFLOPS=（程序中的浮点运算次数\div程序执行时间)\times 10^{-6}$
TFLOPS：每秒万亿浮点操作次数。T:trillion兆，也就是万亿，$10^{12}$
$\tiny TFLOPS=（程序中的浮点运算次数\div程序执行时间)\times 10^{-12}$
例题

题解