计组第一章 计算机系统概述

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计算机的历史

  • 非集成电路时代

  • 集成电路时代

现代计算机的分类

  • 桌面计算机

  • 服务器

  • 嵌入式计算机(手机,工业系统)

计算机的组成

冯 诺伊曼结构

包括五个部分:运算器...

  • CPU 包括CU ALU 多个寄存器

  • 存储器 分为 RAM(内存条) 和 ROM(硬盘)

  • I/O 接口 和 总线

还有个叫做哈佛结构:指令和数据分开,增加了带宽.

计算机的性能

评估计算机性能的方法

  • 程序的响应时间(CPU执行时间)

  • 吞吐率

性能的计算

利用CPU 内部的时钟信号进行计时\

单位转换:

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性能的改进

提高并行性

  • 并行性的层次

  • 系统级:使用多个处理器

  • 指令级:

  • 流水线

  • 操作级:

  • 并行加法器

  • 组相联cache

  • 流水线功能部件

Amdahl定律

定义:采用更快的执行方式后获得的系统性能的提高,于这种执行方式的使用频率或占总执行时间的比例有关

Amdahl定律定义了加速比的概念

加速比与什么有关:

  • 能被改进的部分占总时间的比例,叫做改进比例,记作Fe

  • 改进部分采用改进措施后,相比于原来的性能提高的倍数

这个值称为改进加速比,记作Se

加速比这一块有一点问题,需要回过头再来看一看

  • SPECratio是 参考时间比上执行时间算出的数

  • 几何平均值

!考试中可能出的题

假定新的处理器采用了改进措施,新处理器处理Web应用程序的运行速度是原来处理器的10倍,同时假定新处理器有40%的 时间用于计算,另外60%的时间用于I/O操作.那么改进的性能后总的加速比是多少?

解:由题意:Fe = 40% ,Se = 10

然后算S_n就好了

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