【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 36/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 多核處理器 ? 多核是指在一枚處理器中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算引擎 (內(nèi)核 )。 ? 單芯片多處理器通過(guò)在一個(gè)芯片上集成多個(gè)微處理器核心來(lái)提高程序的并行性。每個(gè)微處理器核心實(shí)質(zhì)上都是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的單線(xiàn)程微處理器或者比較簡(jiǎn)單的多線(xiàn)程微處理器，這樣多個(gè)微處理器核心就可以并行地執(zhí)行程序代碼，因而具有了較高的線(xiàn)程級(jí)并行性。 ? ? 37/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) ? 控制邏輯簡(jiǎn)單 ：相對(duì)超標(biāo)量微處理器結(jié)構(gòu)和超長(zhǎng)指令字結(jié)構(gòu)而言，單芯片多處理器結(jié)構(gòu)的控制邏輯復(fù)雜性要明顯低很多。相應(yīng)的單芯片多處理器的硬件實(shí)現(xiàn)必然要簡(jiǎn)單得多。 ? 高主頻 ：由于單芯片多處理器結(jié)構(gòu)的控制邏輯相對(duì)簡(jiǎn)單，包含極少的全局信號(hào)，因此線(xiàn)延遲對(duì)其影響比較小，因此，在同等工藝條件下，單芯片多處理器的硬件實(shí)現(xiàn)要獲得比超標(biāo)量微處理器和超長(zhǎng)指令字微處理器更高的工作頻率。 ? 低通信延遲 ：由于多個(gè)處理器集成在一塊芯片上，且采用共享 Cache或者內(nèi)存的方式，多線(xiàn)程的通信延遲會(huì)明顯降低，這樣也對(duì)存儲(chǔ)系統(tǒng)提出了更高的要求。 ? 低功耗： 通過(guò)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電壓 /頻率、負(fù)載優(yōu)化分布等，可有效降低 CMP功耗。 ? 設(shè)計(jì)和驗(yàn)證周期短 ：微處理器廠(chǎng)商一般采用現(xiàn)有的成熟單核處理器作為處理器核心，從而可縮短設(shè)計(jì)和驗(yàn)證周期，節(jié)省研發(fā)成本。 38/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 39/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 微處理器發(fā)展趨勢(shì) ? 單核處理器 ? 更大的緩存、更高的頻率、 ? 超級(jí)流水線(xiàn)、分支預(yù)測(cè)、亂序執(zhí)行 ? 超線(xiàn)程技術(shù) ? 多核化 40/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 微處理器家族的兼容性（ patibility） ? 向上兼容 ? 在多機(jī)種同時(shí)存在的情況下，為某個(gè)檔次機(jī)種編制的軟件能夠不加修改地運(yùn)行在比它高檔的機(jī)種上 ? 向后兼容 ? 為某個(gè)時(shí)期生產(chǎn)的機(jī)種編制的軟件能夠不加修改地運(yùn)行在它之后新生產(chǎn)的機(jī)種上 41/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 主要內(nèi)容 ? 微型計(jì)算機(jī)的相關(guān)概念和術(shù)語(yǔ) ? 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 ?微型計(jì)算機(jī)的典型應(yīng)用 ? 計(jì)算機(jī)中的信息表示及運(yùn)算基礎(chǔ) ? 幾種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 42/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 微型計(jì)算機(jī)的典型應(yīng)用 ? 數(shù)值計(jì)算、數(shù)據(jù)管理、信息處理 ? 通用微機(jī) ? 要求功能強(qiáng)、使用方便 ? 過(guò)程控制、智能化儀器儀表、數(shù)據(jù)通訊 ? 專(zhuān)用微機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)（ MCS－ 51等）、單板機(jī)（ Z80）、工控機(jī) ? 要求可靠性高、實(shí)時(shí)性強(qiáng) ? 應(yīng)用程序相對(duì)簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)處理量較小 43/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 主要內(nèi)容 ? 微型計(jì)算機(jī)的相關(guān)概念和術(shù)語(yǔ) ? 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 ? 微型計(jì)算機(jī)的典型應(yīng)用 ?計(jì)算機(jī)中的信息表示及運(yùn)算基礎(chǔ) ? 幾種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 44/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 計(jì)算機(jī)中的信息表示 ? 目前的電子計(jì)算機(jī)是一種 電子 設(shè)備，只能識(shí)別電信號(hào)： ? 電平高低、電路通斷、晶體管的導(dǎo)通與截止、電子開(kāi)關(guān)的開(kāi)與關(guān) ? 0和 1表示，一個(gè)二進(jìn)制位 ? 計(jì)算機(jī)中的任何信息都是 0與 1的特定組合 ? 信息表示的單位： ? bit(比特 ): 一個(gè)二進(jìn)制位 ? Byte(字節(jié) ):8個(gè)一個(gè)二進(jìn)制位 ? Word(字 ):16位機(jī)中是 2個(gè)字節(jié)。 45/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 數(shù) 制 ? 凡是按進(jìn)位的方式計(jì)數(shù)的數(shù)制叫做進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱(chēng)進(jìn)位制．?dāng)?shù)據(jù)無(wú)論使用哪種進(jìn)位制都涉及到 基數(shù)(Radix)與各數(shù)位的 “ 權(quán) ” (weight)．所謂某進(jìn)位制的基數(shù)是指該進(jìn)位制中允許選用的基本數(shù)碼的個(gè)數(shù)． ? 最常用的 十進(jìn)制數(shù) ，每個(gè)數(shù)位上允許選用 0， 1，2， …… ， 9共 10個(gè)不同數(shù)碼中的 1個(gè)，因而十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為 10，每位計(jì)滿(mǎn) 10時(shí)向高位進(jìn) 1．每個(gè)數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個(gè)與數(shù)碼所在位有關(guān)的常數(shù)，這個(gè)常數(shù)就叫 “ 位權(quán) ” ，簡(jiǎn)稱(chēng)權(quán)．位權(quán)的大小是以基數(shù)為底，數(shù)碼所在位置的序號(hào)為指數(shù)的整數(shù)次冪， ? 對(duì)于任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù) K，設(shè)整數(shù)部分有 n位小數(shù)部分有 m位，于是可以寫(xiě)成一般表達(dá)式 : 46/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 二進(jìn)制 ? 二進(jìn)制數(shù)表示 二進(jìn)制只有兩個(gè)記數(shù)符號(hào) 0和 1，它逢二進(jìn)一．二進(jìn)制數(shù)由排列起來(lái)的 0和 l組成．各位的權(quán)值，從位序號(hào)0向左數(shù)，依次為 1， 2， 4， 8等等，從位序號(hào)為 l向右數(shù)，依次為 1/2， 1/4， 1/8等等．一個(gè)二進(jìn)制所表示的實(shí)際值按如下公式計(jì)算： 47/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 二進(jìn)制 ? 二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算 48/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) 二進(jìn)制數(shù)運(yùn)算 49/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) ? 例 1： 0 0 0 1 1 0 1 0 B + 0 1 1 0 1 1 0 1 B = 1 0 0 0 0 1 1 1 B ? 0 0 0 1 1 0 1 0 ? + 0 1 1 0 1 1 0 1 ? 1 0 0 0 0 1 1 1 ? 例 2： 1 0 0 1 1 0 1 1 B － 0 0 1 1 0 1 0 1 B = 0 1 1 0 0 1 1 0 B ? 1 0 0 1 1 0 1 1 ? － 0 0 1 1 0 1 0 1 ? 0 1 1 0 0 1 1 0 ? 例 3： 0 1 1 1 0 1 0 1 B 0 0 1 1 0 1 1 0 B = 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 B ? 0 1 1 1 0 1 0 1 ? 0 0 1 1 0 1 1 0 ? 0 1 1 1 0 1 0 1 ? 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 ? ＋ 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 50/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) ? 例 4： 1 0 1 1 1 0 0 1 B 247。 1 0 1 1 B = 0 0 0 1 0 0 0 0 B…… 余 0 0 0 0 1 0 0 0 1B ? 0 0 0 1 0 0 0 0 ? 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 ? － 1 0 1 1 ? 0 0 0 0 1 0 0 1 ? 例 5： 1 0 0 1 1 1 0 1 B ? 0 1 1 0 1 1 1 0 B = 0 0 0 0 1 1 0 0 B ? 1 0 0 1 1 1 0 1 ? ? 0 1 1 0 1 1 1 0 ? 0 0 0 0 1 1 0 0 ? 例 6： 1 0 0 1 1 1 0 1 B ? 0 1 1 0 1 1 1 0 B = 1 1 1 1 1 1 1 1 B ? 1 0 0 1 1 1 0 1 ? ? 0 1 1 0 1 1 1 0 ? 1 1 1 1 1 1 1 1 ? 例 7： 1 0 0 1 1 1 0 1 B ? 0 1 1 0 1 1 1 0 B = 1 1 1 1 0 0 1 1 B ? 1 0 0 1 1 1 0 1 ? ? 0 1 1 0 1 1 1 0 ? 1 1 1 1 0 0 1 1 51/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) ? 八進(jìn)制 八進(jìn)制 可用數(shù)字符為 0到 7共 8個(gè)．當(dāng)每一位的值增到 8時(shí)將向高位進(jìn)一位．八進(jìn)制數(shù)由排列起來(lái)的 0到 7這些數(shù)字符組成．各位的權(quán)值，從位序號(hào) 0向左數(shù)，依次為 1， 8， 64， 512等等，從位序號(hào)為 1向右數(shù)，依次為 1／ 8， 1／ 64， 1／ 512等等．一個(gè)八進(jìn)制所表示的實(shí)際值按如下公式計(jì)算： 52/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) ? 十六進(jìn)制 (Hexadecimal Notation) ? 十六進(jìn) 制數(shù)可用的數(shù)字符為 16個(gè)．習(xí)慣上使用十進(jìn)制中提供的 0到 9十個(gè)數(shù)字符，另外用 A到 F(或 a到 f，大小寫(xiě)英文字母無(wú)區(qū)別 )表示 10到 15這 6個(gè)數(shù)值． ? 在十六進(jìn)制中，當(dāng)每一位上的值增到 F后再增 1時(shí)，將向高位進(jìn)一位．從序號(hào)為 0向左數(shù)，各位的權(quán)分別為 1，16， 256， 4096等等，從位序號(hào)為一 l向有數(shù)，各位的權(quán)分別為 1／ 1 6， 1／ 256， 1／ 4096等等．一個(gè)十六進(jìn)制的數(shù)的實(shí)際值按如下公式計(jì)算 : 53/78 計(jì)算機(jī)基本知識(shí) ? 表 1— 1 ? 十進(jìn)制（ D） 二進(jìn)制（ B） 二 — 十進(jìn)制（ BCD） 十