現代計算機的特徵是處理器的並行性和層次性。
計算機的結構層次
硬體
計算機的五個典型部件:輸入、輸出、儲存器、運算器和控制器，後兩個稱為處理器。
電子技術取代老式機電技術的例子:
1、光電滑鼠取代電動機電式滑鼠；
2、快閃儲存器。
儲存記憶體用於儲存程式執行時的資料儲存空間。
dram用於承載程式的指令和資料，磁碟訪問記憶體的時間與資料儲存位置有關，但是 dram訪問記憶體所需的時間基本相同。
快取(cache採用sram儲存技術):小而快,一般做dram的緩衝。
易失去性儲存器，指斷電易失去，又稱為主儲存器(如記憶體)。dram佔主導地位。
非易失去性儲存器，指斷電不易失去，又稱為二級儲存器。其中，磁碟佔主導地位，磁碟使用磁性介質，訪問速度慢，容量大每gb**相對較底低。快閃儲存器也是一種非易失去性儲存器，屬於半導體儲存介質，主要用於手機。
動態儲存方式：動態變數的宣告週期也就是程式執行的宣告週期，一旦程式退出，動態變數即失效。
靜態儲存方式：靜態變數在程式執行和結束的過程中始終存在。
積體電路
積體電路領域中的摩爾定律:晶元中電晶體容量每隔18-24個月將翻一倍。
與良好的絕緣體或良好的導電體不同，電晶體是可靠電訊號（如電流）控制的可控導電體或絕緣體（類似開關）。
cmos【complementary metal oxide semiconductor】互補金屬氧化物半導體，電壓控制的一種放大器件。是組成cmos數字積體電路的基本單元，佔統治地位的積體電路技術。其動態功耗：
動態功耗 = 負載電容 × 電壓^2 × 開關頻率
電壓下降會使電晶體漏電嚴重，反而使功耗變大。
效能於效能而言，個人計算機的使用者重視響應時間；有很多使用者投放作業的資料中心重視吞吐率。
時鐘週期時間:測量單位為秒，為計算機乙個時鐘週期的時間，通常是處理器時鐘，一般為常數。
時鐘頻率:時鐘週期的倒數。
cpi：【clock cycles per instruction】:每條指令所需的平均時鐘週期數。
一cpu時間 = 指令數 × cpi × 時鐘週期
一cpu時間 = 指令數 × cpi / 時鐘頻率
據此:減少程式cpu時鐘週期數，減少時鐘週期時間或提高時鐘頻率能改進效能。
硬體和軟體對效能的影響
影響因素
影響方式
演算法決定指令數和執行i/o操作的數量
程式語言、編譯程式和體系結構
決定每行源**對應機器指令的數量
處理器和儲存器系統
決定指令執行速度的快慢
i/o系統(硬體和作業系統)
決定i/o操作執行速度的快慢
硬體只能處理簡單的低階指令，要通過多層軟體系統講將複雜的指令解釋和翻譯成簡單的機器指令(二進位制數)。
高階程式語言:由單詞和助記符號組成，接近自然語言，提高生產效率；
組合語言:以助記住符形式表示的機器指令；
機器語言:二進位制元形式表示的機器指令，即指令的數字形式。指令表示成數的好處是程式可以當作檔案可以當作二進位制數的檔案發行，可以計算機可以沿用那些指令集相容的現成軟體。
指令格式：二進位制數字段組成的指令表示形式。
為了避免混淆：不同的進製數在表示的時候分別在右下腳加表示進製的下標，如果沒有下標，預設是10進製。
通過每三位二進位制數替換位1位八進位制數來完成二進位製到八進位制的轉換。
通過每四位二進位制數替換位1位十六進製制數來完成二進位製到十六進製制的轉換。
編譯程式將高階程式語言轉變位組合語言，匯程式設計序將組合語言轉變為機器語言。
敬請各位批評指正！
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