计算机原理一

时间:2023-01-09 10:22:30

1、冯诺依曼提出了存储程序原理存储程序数字计算机

其中存储程序原理:将事先设计好,用以描述计算机解题过程的程序如同数据一样,采用二进制形式存储在机器中,计算机在工作时高速地从机器中逐条取出指令加以执行。

冯诺依曼计算机框架如下所示:

计算机原理一

2、计算机有两种不同的性能,一是响应时间,即完成单个任务所需的总时间,二是

吞吐率,单位时间内所完成的任务总量;

将计算机中的处理器更换为更高速的型号,能够缩短响应时间;增加多个处理器来

分别处理独立的任务,如搜索万维网,能够增大吞吐率。

计算机的性能:1/响应时间

处理器时间往往被多个程序共享,因此用户感受到的程序执行时间并不仅仅是程序真正的执行时间。

系统响应时间(用户感受到的)包括:CPU执行时间(CPU真正花费在程序执行上的时间)以及其他时间

CPU执行时间包括:

用户CPU时间:用来执行用户代码的时间

系统CPU时间:为执行用户程序而需运行一些操作系统代码的时间。

其他时间:等待I/O操作完成或CPU花在其他用户程序的时间。

因此,计算机系统性能≠CPU性能,

系统性能=1/系统响应时间

CPU性能=1/用户CPU时间

时钟周期是硬件时钟所产生的离散时间间隔,计算方法:

时钟周期=1/时钟频率

CPU执行时间=一个程序的CPU时钟周期数/时钟频率

其中,一个程序的CPU时钟周期数=程序的指令数*每条指令的平均时钟周期数(CPI)

Amdahl定律

改进后的执行时间=受改进影响部分的执行时间/改进提高的倍数+不受影响的执行时间