【计组】《计算机组成与体系结构性能设计》William Stallings 第1部分 概述 第2章 计算机的演变和性能

博主：海底淤泥

关键字：

accumulator（AC）　　累加器　　　　　　Amdahl‘s law　　阿姆达定律　　　　　　arithmetic and logical unit（ALU）　　算数逻辑单元　　　　　　benchmark　　基准程序

chip　　芯片　　　　　　data channel　　数据通道　　　　　　embedded system　　嵌入式系统　　　　　　execute cycle　　执行周期

fetch cycle　　取指周期　　　　　　input-output　　输入/输出　　　　　　instruction buffer register（IBR）　　指令缓冲寄存器　　　　　　instruction cycle　　指令周期

instruction register　　指令寄存器　　　　　　instruction set　　指令集　　　　　　integrated circuit（IC）　集成电路　　　　　　main memory　　主存储器

memory address register（MAR）：存储器地址寄存器　　　　　　microprocessor：微处理器　　　　　　multicore：多核　　　　　　multiplexor：多路选择器

opcode 操作码　　　　　　original equipment manufacturer（OEM）原始设备制造商　　　　　　program control unit 程序控制器　　　　　　program counter（PC）程序计数器

SPEC 系统性能评估公司　　stored program computer 存储程序试计算机　　　　　　upward compatible 向上兼容　　　　　　von Neumann machine 冯诺依曼机

wafer 晶片　　　　　　　　word 字

思考题

1.什么是存储式计算机？

　　存储式概念计算机：程序能够以某种形式与数据一同存在存储器中，计算机可以通过在存储器中读取程序来获取指令，而且通过设置一部分存储器的值就可以编写和修改程序

2.任何通用计算机的4个主要部件是什么？

　　运算器、控制器、存储器、输入输出设备

3.对集成电路而言，计算机的三个基本组成部分是什么？

　　中央处理器、存储器芯片、总线接口芯片

4.解释摩尔定律

　　当价格不变时，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18-24个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。

5.区分微处理器的关键特征是什么？

　　总线宽度：处理器能够一次同时输入或输出的数据位数

习题

2.1假设A=（1），A=（2），...A（1000）和B=B（1），B（2），...，B（1000）是两个向量（一维数组），每个向量包含1000个数，将他们加起来形成数组C，当I=1，2，...，1000，有　　　　　　　　　C（1）=A（I）+B（I）。试用IAS指令集编写一个程序来解决这个问题。忽略ISA只有1000个存储器的事实。

　　假设A数组存在地址1001-2000 B数组存在2001-3000 C数组存在3001-4000

　　地址：　　　　　　指令：　　　　　　执行后状态：

　　0　　　　　　　　999　　　　　　　　

　　1　　　　　　　　1

　　2　　　　　　　　1000

　　3L　　　　　　　LOAD M(2000)　　　　　　AC=M（2000）

　　3R　　　　　　　ADD M(3000)　　　　　　AC=M(3000)+M(2000)

　　4L　　　　　　　STOR  M(4000)　　　　    M(4000)=AC

　　4R　　　　　　　LOAD M(0)　　　　　　    AC=999

　　5L　　　　　　　SUB M(1)　　　　　　　　AC=998

　　5R　　　　　　　JUMP+ M(6,20:39)　　　　PC=6R

　　6L　　　　　　　JUMP M(6,0:19)　　　　    PC=6L

　　6R　　　　　　　STOR M(0)　　　　　　   M(0)=998

　　7L　　　　　　　ADD M(1)　　　　　　　　AC=999

　　7R　　　　　　　ADD M(2)　　　　　　　　AC=1999

　　8L　　　　　　　STOR M(3,8:19)　　　　　　M(3L):LOAD M(1999)

　　8R　　　　　　　ADD M(2)　　　　　　　　AC=2999

　　9L　　　　　　　STOR M(3,28:39)　　　　　　M(3R):ADD M(2999)

　　9R　　　　　　　ADD M(2)　　　　　　　　AC=3999

　　10L　　　　　　　STOR M(3,8:19)　　　　　　M(4L):STOR M(3999)

　　10R　　　　　　JUMP M(3,0:19)　　　　　　PC=3L

2.2    (a)在IAS机上，取存储器地址2的内容的机器代码指令应是怎样的？　　　　

　　　　STOR M(2)

　　  (b)为了完成这条指令，在指令周期内CPU需要访问多少次存储器？

　　　　取指周期：存储器取指令——1次

　　　　执行周期：存储器取数据进AC——1次

　　　　需要访问2次

博主：海底淤泥