第一章、计算机概述

发布于 2022-03-06  203 次阅读


计算机的分类

冯诺依曼结构计算机

计算机的性能指标

  • 吞吐量:表征一台计算机在单位时间内能够处理的信息量(B/S 每秒多少字节)
  • 响应时间:表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量(单位为之间)
  • 利用率:在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率(用百分比表示)
  • 处理机字长:指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数
  • 总线宽度:通常指处理器与存储器之间进行互联用于传送数据的信号线数
  • 存储容量:存储器中所有存储单元的总数(通常用KB/MB/GB/TB表示,其中K=2^10,M=2^20,G=2^30,T=2^40,B表示Byte=8位)
  • 存储器带宽:单位时间内从存储器读出的字节数(字节数/秒)
  • 主频/时钟周期:CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率f称为CPU的主频。度量单位是MHz、GHz。
    主频的倒数称为CPU时钟周期T,度量单位是微妙、纳秒
  • CPI(clock cycles per instruction):表示每条指令执行所需要的的时钟周期数,或每条指令执行所需的平均时钟周期数
    CPI=程序执行所需的CPU时钟周期数/程序的指令总数
    程序执行所需的CPU时钟周期数=CPU执行时间/CPU时钟周期时间T
  • CPU执行时间:表示CPU执行一段程序所占用的CPU时间
    CPU执行时间=程序的指令数*CPI*CPU时钟周期时间T
  • MIPS(million instruction per second):每秒百万指令数(实际上就是把指令数除以10^6)
    MIPS=(总指令数/程序执行时间)*10^-6
  • MFLOPS:每秒百万次浮点操作次数
  • TFLOPS:每秒万亿次浮点操作次数(10^-6)
    注意这里是10的次方

SPEC测试基准

测试基准(benchmark)程序针对特定的应用环境,通过一组有代表性的程序评估系统的性能。以程序运行时间,或单位时间完成的操作数量为度量。对性能作出接近真实情况的评估。

SPEC是个非营利性第三方应用性能基准测试组织http://spec.org

根据应用领域设置不同的测试基准

计算机组成

软件

硬件

计算机系统结构层次

软硬件逻辑等价性