计算机的性能指标

指标概念

  • 吞吐量 计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量,单位是字节/秒(B/S)。
  • 响应时间 表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量,用时间单位来度量,例如微秒(10-6S)、纳秒(10-9S)。
  • 利用率 表示在给定的时间间隔内,系统被实际使用的时间所占的比率,一般用百分比表示。
  • 处理机字长 指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。当前处理机的字长有8位、16位、32位、64位。
  • 总线宽度 一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。
  • 存储器容量 存储器中所有存储单元的总数目,通常用KB、MB、GB、TB来表示。

其中K=210,M=220,G=230,T=240,B=8位(1个字节)。存储器容量越大,
记忆的二进制数越多

  • 存储器带宽 存储器的速度指标,单位时间内从存储器读出的二进制数信息量,一般用字节数l秒表示。
  • 主频/时钟周期 CPU的工作节拍受主时钟控制,主时钟不断产生固定频率的时钟,主时钟的频率(f)叫CPU的主频。度量单位是MHz(兆赫兹)、GHz(吉赫兹)。例如Pentium系列机为6OMHz~266MHz,而Pentium 4升至3.6GHz。

指标计算

image.png
image.png
image.png

计算机的硬件

适配器

  • 输入输出设备连接到适配器再连接到总线与主机相连。由于输入输出设备速度更不上主机,需要暂时保存信息。适配器可以暂时性保存数据,实现速度缓冲

**

运算器

  • 长度有8 16 32 64
  • 与寄存器相连,要寄存器是由于内存速度太慢了,寄存器速度快

存储设备

  • 硬盘属于外存,速度比内存慢
  • 内存仅在计算机运行时有数据
  • 存储器单位: 又叫寻址范围,一根线可以表示两种状态
    • 1KB = 2B
    • 1MB = 2B
    • 1GB = 2B
    • 1TB = 2B

控制器

  • 基本任务: 按照一定的顺序一条接着一条取指令、指令译码、执行指令
  • PC告诉CPU指令地址 —> CPU去内存取指令 —> 指令流向执行部位
  • 一个指令的周期 = 取指周期 + 执行周期
    • 取指周期:指令流从内存流向控制器(待PPT确认)
    • 执行周期:数据流从内存流向运算器

计算机的数据格式

定点数

  • 纯小数

    • 一个符号位x0:0-正数 1-负数 n为除去符号位还有n位
    • image.png
    • 表格记忆:无论是1111 1111……个还是0.1111 1…(n)个,记住他们加一个最末尾的一个单位权值就进位,前者是2^n
  • 整数

    • 符号位同上,n为除去符号位还有n位
    • 最大2^n - 1 最小-(2^n - 1)

浮点数

  • 概念:n进制数 * n那么每位上的权值都向前移一位,/ n同理。
  • 在机器中的形式 | 阶符 | 阶码 | 数符 | 尾数 | | —- | —- | —- | —- | | 0 1 | —————— | 0 1 | —————————- |

表达规划(数据格式IEEE745规则)

  • 存储空间的规划 | | S(符号位)Sign | E(指数位)Exponent | M(尾数位) | | —- | —- | —- | —- | | 32位浮点数 | 1 | 8 | 23 | | 64位浮点数 | 1 | 11 | 53 |

  • SME与数值的转化

**

  • X = (-1)^s (1.M) 2^(E-127||1023) 若是32位-127,若是64位-1023
  • E = e(指数) - 127||1023

**

  • 转化样例

image.png


image.png
更详细的解释

**