408 计算机组成原理 随手记
第1章 计算机系统概述
1.2 计算机系统层次结构
早期的冯诺依曼机的特点:
1)计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备5大部件组成
2)指令和数据以同等地位存于存储器内,并可按地址访存
3)指令在存储器内按顺序存放
4)早期的冯诺依曼机以运算器为中心 ,输入/输出设备通过运算器与存储器传送数据
现代计算机已经发展为以存储器为中心 ,使I/O操作尽可能地绕过cpu,直接在I/O设备和存储器之间完成,以提高系统的整体运行效率。
1.3 计算机的性能指标
数据通路带宽:是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。
响应时间:通常包括cpu时间(运行一个程序所花费的时间)与等待时间
cpu时钟周期:即主频的倒数,它是cpu中最小的时间单位
主频(cpu时钟频率) :主频的倒数是cpu时钟周期,对于同一个型号的计算机,其主频越高,完成指令的一个执行步骤所用的时间越短,执行指令的速度越快。
CPI(Clock cycle Per Instruction):执行一条指令所需的时钟周期数
cpu执行时间:指运行一个程序所花费的时间=cpu时钟周期数/主频 =(指令条数 *CPI )/主频
MIPS(Million Instructions Per Second):每秒执行多少百万条指令。MIPS=指令条数/(执行时间106)=主频/(CPI106)
MFLOPS:每秒执行多少百万次浮点计算,10^6
GFLOPS:每秒执行多少十亿次浮点计算,10^9
TFLOPS:每秒执行多少万亿次浮点计算,10^12
PFLOPS:每秒执行多少一千万亿次浮点计算,10^15
EFLOPS:每秒执行多少一百京次浮点计算,10^18
ZFLOPS:每秒执行多少十万京次浮点计算,10^21
第2章 数据的表示和运算
2.1数制与编码
表示范围:
正数的原码、反码和补码都一样
原码和反码的0表示不唯一
补码和移码的0表示唯一
负数原码 <=> 补码:符号位不变,数值位取反,末位加1。
(快速:从右往左的第一个1的左边所有 “数值位” 取反)
补码减法:
[A]补 - [B]补 = [A]补 + [-B]补
[B]补 <=> [-B]补:全部位取反,末位加1。
(快速:从右往左的第一个1的左边 “全部位” 取反)