摩爾定律
多核處理器
嵌入式計算機
計算機系統的組成
計算機軟體系統
計算機效能指標和效能評價
與執行時間有關的效能指標
計算機系統的可靠性及其評價
計算機系統的層次結構
計算機是一種不需要人工直接干預,能夠按照事先儲存的程式,自動、高效、準確地對各種資訊進行處理的電子裝置
1946-1958,以電子管為基本電子元件,採用延遲線做儲存,儲存容量小,運算慢,體積大,功耗高,可靠性差,主要用於科學計算,程式語言為機器語言和組合語言
1958-1964,以電晶體為基本電子元件,磁芯做儲存,開始使用高階語言
1964-1978,採用積體電路,半導體和磁碟儲存,快取記憶體和虛擬儲存技術被引入,體積功耗顯著縮小,可靠性提高
2023年以後,採用超大規模積體電路,網路儲存開始出現,出現了risc和csic,多機並行與網路化也開始出現
積體電路上可容納的電晶體數量每18個月翻一番,效能提高一倍,**降低一半
多核技術是通過在乙個晶元上整合多個簡單的處理器,以充分利用這些電晶體資源,發揮其最大的能效,採用多核技術有下列優點:
嵌入式計算機具有專用性和使用者定製等基本特徵,嵌入式系統通常是面向使用者,面向產品,面向特定應用,並與具體應用相結合在一起
hardware system,是指構成計算機系統的電子線路和電子元件等物理裝置的總稱
馮諾依曼體系結構:
**處理器cpu:運算器+控制器
主機:cpu和儲存器
外部裝置:輸入輸出裝置,輔助儲存器等
儲存器的主要功能是存放程式和資料,程式是計算機操作的依據,資料是計算機操作的物件
訪問儲存器:
alu:是完成算術和邏輯運算的部件
暫存器:用於存放運算運算元
累加器:除了存放運算元,還用來存放中間結果和最後結果
控制器是全機的指揮中心,它使計算機各部件自動協調地工作,控制器工作的實質就是解釋程式,它每次從儲存器讀取一條指令,經過分析解碼,產生一串操作命令,發向各個部件,控制各部件動作,使整個機器連續地、有條不紊地執行
輸入裝置就是將資訊輸入到計算機的外部裝置,它將人們熟悉的資訊形式變換成計算機能接收並識別的資訊形式,常用的如鍵盤滑鼠等
輸出裝置就是將計算機運算結果轉換**們或其它裝置能接收和識別形式的裝置,常用的印表機、顯示器
由匯流排互聯,匯流排是連線兩個或多個裝置的公共資訊通路,它主要由資料線、控制線、位址線組成
計算機的軟體是將解決問題的方法、思想、過程用程式描述
作業系統是管理計算機各種資源、自動排程使用者作業、處理各種中斷的軟體
將源程式翻譯成目標程式,分為解釋和編譯兩大類
為了方便使用者編制程式,通常將一些常用的程式段按照標準的格式事先編制好,組成乙個標準程式庫
提供多種計算機系統執行所需要的服務功能,是一種輔助計算機工作的程式
用來管理系統中所有的檔案,實現資料共享
負責對網路資源進行瀏覽、組織和管理,實現相互之間的通訊
計算機的字長一般指一次參與運算資料的基本長度,用二進位制數字的長度來衡量,一般與計算機內部暫存器、加法器、資料匯流排的位數以及儲存器字長等長
主存容量是指主存中能儲存的最大資訊量
時鐘週期是時鐘頻率的倒數,也稱為節拍週期或t週期,是處理操作最基本的時間單位
又稱為機器週期,通常用從記憶體讀取一條指令的最短時間來定義
乙個指令週期通常由若干個機器週期組成,
clock cycles per instruction,執行每條指令所用的平均時鐘週期數
公式:平均cpi = ∑ 每個程式cpi * 佔總程式的比例
cpu時間即計算某個任務時,cpu實際消耗的時間,也即cpu真正花費在某程式上的時間
公式1:程式所有指令cpu時鐘週期數之和 * cpu時鐘週期
公式2:程式所有指令cpu時鐘週期數之和 / 時鐘頻率
公式3:cpu時鐘週期 * cpi * 指令條數 = cpi * 指令條數 / 時鐘頻率
million instruction per second,每秒百萬條指令
公式1:程式中指令條數/程式cpu時間
公式2:時鐘頻率/cpi
million floating-point per second,計算機每秒執行的浮點運算次數
可靠性:在規定時間內不出異常的概率
r (t) = e^
mean time to failure,mttf,也稱為平均失效時間,是指系統自使用以來第一次出故障的時間的期望值
mttf = 1/λ
mean time between failure,mtbf,是指相鄰兩次故障之間的平均時間,它包括平均修復時間,和修復後的平均無故障時間
是指在任意時刻,不出故障的概率
這是乙個實際的機器層,只有採用微程式設計的計算機系統,才有這一級,該級的使用者使用微指令編寫微程式,由硬體直接執行,速度快
也是乙個實際的機器層,是使用者通過程式設計實現對計算機控制的最底層,該層的功能由微程式解釋實現
用於對計算機系統的硬體和軟體資源進行統一管理和排程
它為使用者提供一種用助記符表示的彙編程式設計工具
它是面向使用者的,為進一步方便使用者編寫高階程式而設定的
第一章 計算機系統概論
這一章,相信老師都是略講的,但是很重要。1.模擬計算機 數值由連續量表示,運算過程也連續 2.數字計算機 按位運算,不連續跳動計算 計算機五代變化 電子管 電晶體 中小規模積體電路 大規模 lsi 和超大規模積體電路 巨大規模積體電路 吞吐量 單位時間處理資訊量 處理器字長 一次能完成的計算機二進位...
第一章 計算機系統概論
前言 1.軟體 1 系統軟體 用來管理整個計算機系統 語言處理程式,作業系統,服務性程式 資料庫管理系統 網路軟體 2 應用軟體 按任務需要編製成各種程式 ps 語言處理程式 將組合語言翻譯成機器語言的匯程式設計序,或將高階語言翻譯成機器語言的編譯語言 2.韌體 1 指那些儲存在能永久儲存資訊的器件...
第一章 計算機系統概論 1 1 計算機系統簡介
1.計算機系統簡介 計算機系統由 硬體 和 軟體 兩大部分組成。1 硬體,是指計算機的實體部分,它由看得見摸得著的各類電子元器件組成。2 軟體,看不見摸不著,由事先編制的具有各類特殊功能的程式組成。通常把這些程式寄屬於各類 如ram,rom,磁帶,磁碟,光碟,甚至紙帶等 他們通常存放在計算機的主存或...