计算机系统概论
1.1计算机的分类
计算机发展史
1.2.1 计算机的变化
| 时间 | 发展 | 出现 |
|---|---|---|
| 1926-1957 | 电子管计算机 | 数据处理及 |
| 1958-1964 | 晶体管计算机 | 工业控制机 |
| 1965-1971 | 中小规模集成电路计算机 | 小型计算机 |
| 1972-1990 | 大规模和超大规模集成电路计算机 | 微型计算机 |
| 1991- | 巨大规模集成电路计算机 | 单片计算机 |
1.2.2计算机性能指标
| 内容 | 说明 | 公式 |
|---|---|---|
| 主频/时钟周期 | f 单位MHz ,GHz | |
| 时钟周期 | 主频的倒数 ，单位 μs ns | T = 1 / f |
| CPU执行时间 | cpu时钟周期数 * 时钟周期 | 公式为：s = n * T |
| CPI | 一条指令执行的平均时钟周期 | 一段程序总周期数 / 程序所有指令条数 |
| MIPS | 每秒执行多少百万次指令 | MIPS = 指令数 / （执行总时间 * 10^6） |
| FLOPS | 每秒执行浮点操作次数 | FLOPS = 总浮点操作次数 / 程序执行时间 |
1.3 计算机的硬件
| 名称 | 说明 | 备注 |
|---|---|---|
| 运算器 | 算术运算，逻辑运算 | ALU 算数逻辑运算部件 |
| 储存器 | 16个触发器为一个储存单元，都有地址 | 磁盘，光盘储存器式外存，半导体储存器式内存 |
| 控制器 | 发号施令的部件 | 每一个基本操作叫做指令，一串指令叫做程序 |
指令分为两部分操作的性质，操作的地址，即：操作码 + 地址码
指令和数据都可以放到存储器，一般分开，指令序列存放到存储器中称为存储程序，控制器依据存储的程序来控制全机协调完成任务叫程序控制
指令和程序放在一起，储存程序按地址顺序执行，叫做冯诺依曼结构，指令和数据放在两个存储器中叫哈佛结构，后者速度快。
取指令的一段时间叫做取指周期，执行指令的一段时间叫做执行周期