計算機系統(tǒng)的軟硬取舍、性能評測及定量設(shè)計原理(已修改)
2025-01-18 19:35 本頁面
【正文】 13 計算機系統(tǒng)的 軟硬取舍、性能評測及定量設(shè)計原理 基本內(nèi)容： ?軟、硬取舍的基本原則 ?計算機系統(tǒng)的性能評測 ?計算機系統(tǒng)的定量設(shè)計原理 ?計算機系統(tǒng)設(shè)計者的主要任務(wù) ?計算機系統(tǒng)的設(shè)計思路 ?計算機系統(tǒng)的設(shè)計步驟 計算機系統(tǒng)的軟、硬件功能分配 發(fā)展 不可編程 目前計算機 最少硬件 軟件 硬件 軟 硬 件 比 例 控制流程的三種實現(xiàn)方法 ? 全硬件 、 軟硬件結(jié)合 、 全軟件 ? 邏輯上等價 ? 硬件實現(xiàn)：速度快 、 成本高；靈活性差 、 占用內(nèi)存少 ? 軟件實現(xiàn)：速度慢 、 復(fù)制費用低；靈活性好 、 占用內(nèi)存多 、 易設(shè)計 、 可改性強 、 適應(yīng)性強 、 設(shè)計周期短； ? 發(fā)展趨勢 ? 硬件實現(xiàn)的比例越來越高 ? 硬件所占的成本越來越低 軟硬件實現(xiàn)的優(yōu)缺點 項目 軟件 硬件 速度 慢 快 系統(tǒng)靈活性、適應(yīng)性 強 弱 成本 低 高 計算機系統(tǒng)的軟、硬件成本變化 七十年代 硬件 軟件 成本 年代 軟硬取舍的基本原則 ?很高的性能價格比 設(shè)： D為研制設(shè)計費用， M為重復(fù)生產(chǎn)費用 h為硬件， s為軟件。 則： 設(shè) C為該功能在軟件實現(xiàn)時需重新設(shè)計的次數(shù)； R：存儲介質(zhì)上出現(xiàn)的次數(shù)； V：生產(chǎn)的臺數(shù)； 則硬件的費用： 軟件的費用： shsh MMDD 100,100 ??hh MVD ?/ss MRVDC */* ?軟硬取舍的基本原則（續(xù)） 則只有： 用硬件實現(xiàn)才是適宜的。 將上述帶入 ： 可見：只有在 C和 R的值較大時，才成立。 由于： 則： 因為： C100 所以 V值越大，上式成立。即產(chǎn)量大。 sshh MRVDCMVD */*/ ???ssss MRVDCMVD */*100/100 ???ss MD *10 4?RVCV ??? /101 0 0/10 46軟硬取舍的基本原則（續(xù)） ? 考慮到準(zhǔn)備采用和可能采用的組成技術(shù)，使它盡可能不要過多或不合理地限制各種組成、實現(xiàn)技術(shù)的采用； ? 不能僅從 “ 硬 ” 的角度去考慮如何便于應(yīng)用組成技術(shù)的成果和發(fā)揮器件技術(shù)的進展，還應(yīng)從 “ 軟 ” 的角度把為編譯和操作系統(tǒng)的實現(xiàn)，以至高級語言程序的設(shè)計提供更多更好的硬件支持放在首位； 軟硬取舍的基本原則（續(xù)） ?考慮用戶的應(yīng)用領(lǐng)域：專用 — 硬件 ?設(shè)計周期長的硬件不宜采用 ?常用的功能盡量采用硬件實現(xiàn) ?實現(xiàn)功能的價格性能比要低 ?盡量采用新技術(shù)實現(xiàn)超前設(shè)計 舉例 131： ? 某一計算機用于商業(yè)外貿(mào)的事務(wù)處理，有大量的字符串操作。由于這種事務(wù)處理很普遍，有較大的市場，故而設(shè)計人員決定在下一代此類計算機的 CPU中加入字符串操作的功能。經(jīng)測試應(yīng)用軟件調(diào)查發(fā)現(xiàn)，字符串操作的使用占整個程序運行時間的 50%，而增加此功能如用軟件（如微程序）實現(xiàn)，則快 5倍，增加 CPU成本 1/5倍；如果用硬件實現(xiàn)，則快 100倍， CPU成本增加到 5倍。問設(shè)計人員提出增加此功能是否恰當(dāng)？是否用軟件還是硬件？ ? 設(shè) CPU成本占整機成本的 1/3。 ?硬件實現(xiàn) 100%50%)501( ol dol dne wTTT ???倍性能變化 1 0 0%50%50111 0 0%50%)501( ???????? oldoldoldn e woldTTTTT
范文總結(jié)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1