計算機原理概述
發展歷程
- 第一代：電子管時代（用延遲線，磁鼓存儲信息）
- 第二代：晶體管（磁芯存儲器，開始使用高級語言，如Fortran）
- 第三代：中小規模集成電路（半導體存儲器，有了分時操作系統）
- 第四代：超大規模集成電路（微處理器出現）
系統組成
- 運算器：計算機的執行不見，用於對數據進行加工處理，ALU（核心）完成算術和邏輯運算
- 控制器：計算機指揮中心，由其控制各部件自動協調地進行工作
- 存儲器：計算機的存儲部件，用於存放程序和數據
- 輸入設備：將程序和數據以機器所能識別和接受的信息形式輸入到計算機
- 輸出設備：將計算機處理的結果以某些形式輸出
性能指標
- 機器字長：計算機進行一次整數運算所能處理的二進制數據的位數
- 數據通路帶寬：數據總線一次所能並行傳遞信息的位數
- 主存容量：主存儲器所能存儲信息的最大容量
- 運算速度：
- 吞吐量：系統在單位時間內處理請求的數量，取決於主存的存儲週期
- 響應時間：從用戶提交請求到系統首詞產生響應並獲得其所需結果的時間
- 時鐘週期：節拍脈衝或T週期，CPU中最小的時間單位
- 主頻：機器內部主時鐘的頻率，時鐘週期的倒數
- CPI：執行一條指令所需的時鐘週期數
- CPU執行時間：運行一個程序所化的時間，取決於1、主頻 2、CPI 3、指令條數
- MIPS：每秒執行多少百萬條指令=主頻/CPI
- FLDPS：每秒執行多少次浮點數運算，分爲MFLOPS和GFLOPS等；
Q: 機器字長，指令字長，存儲字長的區別和聯繫？
機器字長：計算機能直接處理的二進制數據的位數，機器字長一般等於內部寄存器的大小，它決定了計算機的運算精度；
指令字長：一個指令字中包含的二進制代碼的位數；
存儲字長：一個存儲單元存儲的二進制代碼的長度；
它們都必須是字節的整數倍。
指令字長一般取存儲字長的整數倍，若指令字長等於存儲字長的2倍，則需要2次訪存來取出一條指令，因此取指令週期爲機器週期的2倍；若指令字長等於存儲字長，則取指週期等於機器週期。
我們一般說的64位操作系統是指：爲64位架構的計算機而設計的操作系統，它一次可以處理64位的二進制數據。
注意：64位機器既可以使用64位操作系統，也可使用32位操作系統，但是32位機器只能使用32位操作系統，不能使用64位操作系統