计组原理知识点整理之概论

计算机组成原理

概论

计算机分类

• 电子模拟计算机

  • 数值由连续量表示，运算过程连续

• 电子数字计算机

  • 专用计算机

  • 通用计算机

    • 超级计算机
    • 大型机
    • 服务器
    • PC机
    • 单片机
    • 多核机

计算机发展

• 五代变化

  • 数据处理机

    • 电子管

  • 工业控制机

    • 晶体管

  • 小型计算机

    • 中小规模集成电路

  • 微型计算机

    • 大规模和超大规模集成电路

  • 单片计算机

    • 巨大规模集成电路

• 性能指标

  • 吞吐量

    • 在某一时间间隔内处理的信息量

  • 响应时间

    • 从输入有效到系统产生响应的时间度量

  • 利用率

    • 在给定事件间隔内系统被实际使用的时间所占的比重

  • 处理机字长

  • 总线宽度

  • 存储器容量

  • 存储器带宽

  • 主频 f /时钟周期 T

    • f = 1/T

  • CPU执行时间

    • tcpu=CPU执行周期数×CPU时钟周期

  • CPI

    • 执行一条指令所需的平均时钟周期数
    • 执行某个程序所需的时钟周期数÷该程序指令总数

  • MIPS

    • 平均每秒执行多少百万条定点指令数
    • = 指令数 ÷ （CPU执行时间 × 10^6）

  • PLOPS

    • 每秒执行浮点操作的次数

计算机硬件

• 冯诺依曼结构

  • 组成

    • 运算器
    • 存储器
    • 控制器
    • 输入设备
    • 输出设备

  • 核心

    • 存储程序

计算机软件

• 系统程序

  • 服务性程序

    • 诊断
    • 排错
    • 练习

  • 语言程序

    • 汇编
    • 编程
    • 解释

  • 操作系统

  • 数据库管理系统

• 应用程序

多级层次结构

• 微程序级
• 一般机器级
• 操作系统级
• 汇编语言级
• 高级系统级