第1章1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

1、第一章第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概論計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展1 1計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)2 2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成3 3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)4 4計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)5 51 1學(xué)習(xí)要求掌握：掌握：計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程中的摩爾定律、計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)發(fā)展過(guò)程中的摩爾定律、計(jì)算機(jī)硬件的技術(shù)指標(biāo)、層次結(jié)構(gòu)、軟硬件的邏輯等價(jià)性的技術(shù)指標(biāo)、層次結(jié)構(gòu)、軟硬件的邏輯等價(jià)性了解：了解：了解馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)了解馮諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)的基本概念以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用構(gòu)、組成和實(shí)現(xiàn)的基本概念以及計(jì)算機(jī)的應(yīng)用理解：理解：計(jì)算機(jī)

2、系統(tǒng)的工作過(guò)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作過(guò)程時(shí)間：時(shí)間： 2323學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)重點(diǎn)：重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)硬件的技術(shù)指標(biāo)、層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件的技術(shù)指標(biāo)、層次結(jié)構(gòu)1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展:古代及近代計(jì)算技術(shù)古代及近代計(jì)算技術(shù)公元前公元前500年，中國(guó)出現(xiàn)算盤(pán)年，中國(guó)出現(xiàn)算盤(pán)1642年，年，Blaise Pascal發(fā)明發(fā)明自動(dòng)進(jìn)位的加法機(jī)器，齒輪自動(dòng)進(jìn)位的加法機(jī)器，齒輪驅(qū)動(dòng)撥盤(pán)，在窗口顯示結(jié)果驅(qū)動(dòng)撥盤(pán)，在窗口顯示結(jié)果1822年，年，Charles Babbage，差分機(jī)，差分機(jī)（Differential Engie）1833年，分析機(jī)年，分析機(jī)(Analytical Engine)，通用機(jī)器，通用機(jī)器16世紀(jì)，

3、世紀(jì)，Alkhowarizmi提出算法概念，并出版提出算法概念，并出版以算法（以算法（Algorithm）為題的書(shū)籍為題的書(shū)籍1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展:Turing機(jī)機(jī)1937年，年，Alan Turing提出一種提出一種“通用通用”計(jì)算機(jī)的概念，它可以計(jì)算機(jī)的概念，它可以執(zhí)行任何一個(gè)描述好的程序（算執(zhí)行任何一個(gè)描述好的程序（算法），實(shí)現(xiàn)需要的功能，形成了法），實(shí)現(xiàn)需要的功能，形成了“可計(jì)算性可計(jì)算性”概念的基礎(chǔ)。概念的基礎(chǔ)。存儲(chǔ)程序的思想存儲(chǔ)程序的思想，使計(jì)算機(jī)從專，使計(jì)算機(jī)從專用走向通用。正是這一創(chuàng)新，開(kāi)用走向通用。正是這一創(chuàng)新，開(kāi)創(chuàng)了計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。創(chuàng)了計(jì)算機(jī)的新時(shí)代。1.1 計(jì)

4、算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展:Turing機(jī)特點(diǎn)機(jī)特點(diǎn)v通用計(jì)算機(jī)：通用計(jì)算機(jī)：并不是保存所有問(wèn)題的結(jié)果。并不是保存所有問(wèn)題的結(jié)果。v存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)：存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)：?jiǎn)栴}的求解由程序或過(guò)程給出問(wèn)題的求解由程序或過(guò)程給出，程序和過(guò)程可以通過(guò)語(yǔ)言描述。，程序和過(guò)程可以通過(guò)語(yǔ)言描述。v有限速度：有限速度：計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的時(shí)間是有限的。計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的時(shí)間是有限的。v是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的鼻祖。是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的鼻祖。1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展:現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的里程碑現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的里程碑1.1 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展電子管電子管理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)物質(zhì)基礎(chǔ)物質(zhì)基礎(chǔ)ENIAC（1946年）年）計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生計(jì)算機(jī)的產(chǎn)

5、生布爾代數(shù)布爾代數(shù)1.1 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)介體積縮小，性能提體積縮小，性能提高高電子管電子管中小規(guī)模集成電路中小規(guī)模集成電路晶體管晶體管大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路巨大規(guī)模集成電路巨大規(guī)模集成電路外設(shè)種類(lèi)多樣化，功能增強(qiáng)外設(shè)種類(lèi)多樣化，功能增強(qiáng)摩爾定律：摩爾定律：在相等在相等面積面積( (制作成本制作成本) )上，上，CPUCPU上的晶體管數(shù)量以上的晶體管數(shù)量以每每1818個(gè)月倍增個(gè)月倍增Moores Law in 37 Years (IEEE Spectrum, May 2008) 巨型化 微型化 多媒體化網(wǎng)絡(luò)化 智能化計(jì)算機(jī)發(fā)展

6、趨勢(shì)計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)1.1 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展1.2 1.2 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)計(jì)算機(jī)的分類(lèi) 無(wú)論按哪一種方法分類(lèi)，各類(lèi)計(jì)算機(jī)之間的主要區(qū)別是運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量及機(jī)器體積等。1.2 1.2 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)按使用范圍分類(lèi)通用計(jì)算機(jī)：能解決各種問(wèn)題，具有較強(qiáng)的通用性。適用于一般的科學(xué)計(jì)算、學(xué)術(shù)研究、工程設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)處理等廣泛用途。專用計(jì)算機(jī)：只能適應(yīng)某種特殊應(yīng)用的需求，具有運(yùn)行效率高、速度快、精度高等特點(diǎn)。一般用在過(guò)程控制中，如智能儀表、飛機(jī)的自動(dòng)控制、導(dǎo)彈的導(dǎo)航系統(tǒng)等。按系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分類(lèi)Michael Flynn分類(lèi)法：按指令流與數(shù)據(jù)流的

7、多倍性分，有單指令流單數(shù)據(jù)流(SISD)、單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)、多指令流單數(shù)據(jù)流(MISD)、多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)四種。馮氏分類(lèi)法：用最大并行度進(jìn)行分類(lèi)。有字串位串（WSBS）、 字串位并（WSBP）、 字并位串（WPBS）、 字并位并（WPBP）四種1.2 1.2 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)1.2 1.2 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)1.2 1.2 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)計(jì)算機(jī)的分類(lèi)與特點(diǎn)運(yùn)算速度快計(jì)算精度高記憶能力強(qiáng)有邏輯推理和判斷能力自動(dòng)化程度高通用性強(qiáng)1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)處理

8、器計(jì)算機(jī)處理器邏輯設(shè)計(jì)邏輯設(shè)計(jì)電路（電路（VLSI）設(shè)計(jì)）設(shè)計(jì)設(shè)備制造設(shè)備制造計(jì)算機(jī)剖析1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)高級(jí)語(yǔ)言高級(jí)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)剖析（續(xù)）計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言計(jì)算機(jī)處理器計(jì)算機(jī)處理器機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件的功能：數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、控制計(jì)算機(jī)硬件的功能：數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)傳輸、控制v 馮諾依曼（Von Neumann ）體系結(jié)構(gòu) 1946年由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮 諾依曼提出 計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了許多變化，但Von Neumann提出的二進(jìn)制、程序存儲(chǔ)和程序控制機(jī)制，依然

9、是普遍遵循的原則。1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)和指令；采用存儲(chǔ)程序的機(jī)制即把編好的程序和原始數(shù)據(jù)預(yù)先存入計(jì)算機(jī)主存中，使計(jì)算機(jī)工作時(shí)能連續(xù)、自動(dòng)、高速地從存儲(chǔ)器中取出一條條指令并執(zhí)行，從而自動(dòng)完成預(yù)定的任務(wù)；計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成。v 馮 諾依曼（Von Neumann ）體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：使用計(jì)算機(jī)解題的過(guò)程v1、提出問(wèn)題和任務(wù)；v2、建立模型，用適合于程序設(shè)計(jì)的方式描述算法過(guò)程；v3、用某種語(yǔ)言編制程序；v4、編譯為機(jī)器語(yǔ)言程序；v5、在硬件上執(zhí)行程序，實(shí)現(xiàn)任務(wù)。1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)

10、硬件系統(tǒng)v 典型的馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖（以運(yùn)算器為中心）1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成地址指令輸入設(shè)備運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器程序數(shù)據(jù)結(jié)果數(shù)據(jù)結(jié)果控制信號(hào)數(shù)據(jù)線地址線控制線注意：控制線在某一時(shí)刻是單向的輸出設(shè)備命令命令 /響應(yīng)響應(yīng)請(qǐng)求請(qǐng)求/狀態(tài)狀態(tài)運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)中進(jìn)運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)中進(jìn)行數(shù)據(jù)加工的部件，行數(shù)據(jù)加工的部件，功能包括：功能包括：1、執(zhí)行、執(zhí)行數(shù)值數(shù)據(jù)的數(shù)值數(shù)據(jù)的算術(shù)加減乘除算術(shù)加減乘除等運(yùn)算，等運(yùn)算，執(zhí)行執(zhí)行邏輯數(shù)據(jù)的與或邏輯數(shù)據(jù)的與或非等邏輯運(yùn)算非等邏輯運(yùn)算，由一，由一個(gè)被稱為個(gè)被稱為ALU的部件的部件完成完成2、暫時(shí)存放暫時(shí)存放參加運(yùn)參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，算的數(shù)據(jù)

11、和中間結(jié)果，由多個(gè)通用寄存器完由多個(gè)通用寄存器完成成3、運(yùn)算器通常也是、運(yùn)算器通常也是數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐窋?shù)據(jù)傳輸?shù)耐房刂破魇怯?jì)算機(jī)中控控制器是計(jì)算機(jī)中控制執(zhí)行指令的部件制執(zhí)行指令的部件一、一、正確執(zhí)行指令正確執(zhí)行指令 1、取來(lái)一條指令、取來(lái)一條指令 2、分析這條指令、分析這條指令 3、按指令格式和功、按指令格式和功能執(zhí)行這條指令能執(zhí)行這條指令二、二、保證指令按規(guī)定保證指令按規(guī)定序列自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行序列自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行三、三、對(duì)各種異常情況對(duì)各種異常情況和請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)和處和請(qǐng)求及時(shí)響應(yīng)和處理理說(shuō)到底，控制器是要說(shuō)到底，控制器是要向計(jì)算機(jī)各功能部件向計(jì)算機(jī)各功能部件提供提供每一時(shí)刻的控制每一時(shí)刻的控制信

12、號(hào)信號(hào)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)v 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖（以存儲(chǔ)器為中心）輸入設(shè)備存儲(chǔ)器控制器運(yùn)算器輸出設(shè)備數(shù)據(jù)線控制線反饋線1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成程序程序/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線結(jié)構(gòu)的馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)框圖v 系統(tǒng)總線：包括地址總線（AB）、數(shù)據(jù)總線（DB）、控制總線（CB）存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器適配器適配器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備.系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成運(yùn)算器運(yùn)算器控制器控制器入入出出接接口口和和總總線線高速緩存高速緩存主存儲(chǔ)

13、器主存儲(chǔ)器外存設(shè)備外存設(shè)備輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備第一單元第一單元第二單元第二單元第三單元第三單元第四單元第四單元計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)v 系統(tǒng)軟件：指管理、調(diào)度、監(jiān)視和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟硬件資源的程序集合，使系統(tǒng)資源得到合理調(diào)度，確保高效率運(yùn)行。v 應(yīng)用軟件：又稱為應(yīng)用程序，是用戶在各自不同的應(yīng)用領(lǐng)域根據(jù)具體的任務(wù)需要所開(kāi)發(fā)編制的各種程序。1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成軟件與硬件的邏輯等價(jià)性v 計(jì)算機(jī)的絕大部分操作或指令都可以用軟件或硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，所實(shí)現(xiàn)的功能在邏輯上是等價(jià)的。v 某一功能采用硬件方案還是軟件方案，取決于器件價(jià)格、速度、可靠性、存儲(chǔ)容量、變更周期等因素。v 研制計(jì)算

14、機(jī)時(shí)，必須明確哪些功能用硬件，哪些功能用軟件。硬件技術(shù)的發(fā)展，將不斷擴(kuò)大硬件的功能范圍，很多原來(lái)用軟件實(shí)現(xiàn)的功能，都將改為由硬件實(shí)現(xiàn)。1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成開(kāi)機(jī)開(kāi)機(jī)上電上電產(chǎn)生產(chǎn)生Reset信號(hào)信號(hào)置置PC為第一條指令的地址為第一條指令的地址取指令取指令分析指令分析指令執(zhí)一行指令執(zhí)一行指令圖圖1.3 計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程取出指令取出指令分析指令分析指令執(zhí)行指令執(zhí)行指令PCABDBIRPC+1(IR)ARARABDBDR+ALUGR指令指令A(yù)DD A,B 對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)1.

15、3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成ADD R0, 06H；(R0)+06HR0指令的運(yùn)行過(guò)程指令的運(yùn)行過(guò)程取取指指令令過(guò)過(guò)程程0101 0000(50H)0000 0101(05H)0000 0100(04H)ADD R0, 06H；(R0)+06HR0指令的運(yùn)行過(guò)程指令的運(yùn)行過(guò)程分分析析過(guò)過(guò)程程0101 0000(50H)0000 0101(05H)0000 0100(04H)(1)(2)ADD R0, 06H；(R0)+06HR0指令的運(yùn)行過(guò)程指令的運(yùn)行過(guò)程執(zhí)執(zhí)行行指指令令過(guò)過(guò)程程0000 0110(06H)0000 0101(05H)計(jì)算機(jī)運(yùn)行程序的過(guò)程1.3 1.3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組

16、成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)本課程在“計(jì)算機(jī)系統(tǒng)”中的位置 1.4 1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)用編譯程序翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序或操作系統(tǒng)虛擬機(jī)器M3(匯編語(yǔ)言機(jī)器)實(shí)際機(jī)器M1(機(jī)器語(yǔ)言程序)用硬件或微程序解釋機(jī)器指令微程序機(jī)器M0(微指令系統(tǒng))由硬件直接執(zhí)行微指令用編譯程序先翻譯成匯編語(yǔ)言或中間語(yǔ)言程序虛擬機(jī)器M4(高級(jí)語(yǔ)言機(jī)器)虛擬機(jī)器M2(操作系統(tǒng)機(jī)器)用機(jī)器語(yǔ)言解釋操作系統(tǒng)軟件硬件此分界線有向上發(fā)展的趨勢(shì)概念1.4 1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)v 1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 指那些能被程序員見(jiàn)到的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)屬性，包括指令集、數(shù)據(jù)類(lèi)型

17、、尋址技術(shù)、I/O機(jī)制等.v 2、計(jì)算機(jī)組成 是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)，包括運(yùn)算功能部件、存儲(chǔ)系統(tǒng)及輸入輸出接口的設(shè)計(jì)、控制器的控制方法、數(shù)據(jù)通路的構(gòu)成等，構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)部特性，對(duì)程序員是透明的。 它主要研究數(shù)據(jù)和指令的組織，基本運(yùn)算的算法，數(shù)據(jù)的存取、傳送和加工處理，數(shù)據(jù)流和指令流的控制方式等。例如,如何實(shí)現(xiàn)乘法指令？v 3、計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn) 指計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)，包括片子、模塊、插件、底板的劃分與連結(jié)等。對(duì)計(jì)算機(jī)的組成和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)都有重要影響。v 4、系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟硬件界面；計(jì)算機(jī)組成是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實(shí)現(xiàn)；計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)是計(jì)算機(jī)組成的物理實(shí)現(xiàn)。v 注意：有些內(nèi)容在某些計(jì)算機(jī)系

18、統(tǒng)中是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的內(nèi)容，而在另一些系統(tǒng)中是組成和實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容。1.4 1.4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)1.5 1.5 計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)計(jì)算機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)v 1、機(jī)器字長(zhǎng) CPU一次能處理的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)。與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，數(shù)的表示范圍越大，精度越高，數(shù)據(jù)處理的速度也越快。v 2、存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量=存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)存儲(chǔ)字長(zhǎng) 單位：字節(jié)1字節(jié)（B）=8位 換算關(guān)系：1K=210 1M=220 1G=230v 3、運(yùn)算速度：機(jī)器的主頻、執(zhí)行什么樣的操作、主存本身速度（主存速度快，取指令速度就快）等有關(guān)。注意計(jì)量單位MIPS、CPI間的換算： MIPS=指令條數(shù)指令條數(shù)/（執(zhí)行指令時(shí)間（執(zhí)行指令時(shí)間106）=主頻主頻/CPI=主頻主頻IPC v 4、可配置的外設(shè)本章小結(jié)v 計(jì)算機(jī)的發(fā)展：掌握摩爾定律v 計(jì)算機(jī)的分類(lèi)：了解v 計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組