計算機組成原理概述 考研 408

2021-10-23 23:12:17 字數 1023 閱讀 6253

cpu根據不同的指令週期來區分以二進位制形式存放的指令和運算元

計算機的機器字長不固定,可能是8\16\32

8位計算機:每次可以處理8位二進位制數

馮諾依曼機:

主機(cpu/主儲存器)    cpu(運算器/控制器)

外設(io裝置/輔儲存器) io裝置(輸入裝置/輸出裝置)

mdr(資料暫存器):放資料,位數與儲存字長相等

ir(指令暫存器):存放當前的指令

op():取操作碼

m(mar):取儲存單元中的資料

(acc)…:取相應暫存器中的資料

pc、狀態暫存器、通用暫存器程式設計師可見,不透明

ir、mar、mdr在cpu內部,程式設計師不可見,透明

運算器的核心是算術邏輯單元(alu)

程式執行流程:

解釋程式:解釋一句後就提交計算機執行一句,執行慢

暫存器對彙編不透明,彙編程式設計師可以對暫存器進行操作

實際軟體的運**況全面代表計算機效能

指令系統向後相容指時間上向後相容,即後面得系統可以使用前面系統的指令

軟體和硬體邏輯上是等效的而非等價的

cpu時鐘週期=1/主頻,主頻:每秒能有多少個時鐘週期,通常以hz為單位,1hz表示每秒1次

cpu執行時間=cpu時鐘週期數/主頻=(指令條數 x cpi)/主頻

cpi(clock cycle per instruction),執行一條指令所需要的時鐘週期數

cpi=tc/ic (ic[instrution counter]表示某個程式的所有指令的條數;tc表示執行某個程式所花費的時鐘週期)

時鐘頻率不會影響cpi,時鐘頻率快了,指令還是要這麼多時鐘頻率才能完成,只不過完成的時間縮短了,但需要消耗的時鐘頻率是不變的,cpi和系統結構、指令集、計算機組織有關

標誌系統效能的是綜合資料如mips(每秒執行多少百萬條指令)、mflops(每秒執行多少百萬次浮點運算)等,而不單是時鐘頻率、主存容量之類的,如果是科學計算為主的計算機就是mflops,因為科學計算主要以浮點型運算為主。

mips=主頻/cpi

408 計算機組成原理

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考研 之 計算機組成原理

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