【正文】 最重要的思想就是引入 “分工與協(xié)作 ”。這些軟件的界面向用戶(hù)提供了他期望讓計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的全部功能。 ? 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)有解釋 (Intelpretation)和翻譯(Translation)兩種途徑。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)中，底層機(jī)器的屬性，對(duì)上一層機(jī)器的程序員，是透明的。這些客觀(guān)存在的事物和操作對(duì)于高級(jí)語(yǔ)言程序員來(lái)說(shuō)是看不見(jiàn)的，他 /她也根本不想去看，不關(guān)心。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 透明性 (Transparency) （ 2022年碩士研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)綜合考試試題） 下列存儲(chǔ)器中，匯編語(yǔ)言程序員可見(jiàn)的是（ ） A．存儲(chǔ)器地址寄存器（ MAR） B. 程序計(jì)數(shù)器（ PC） C．存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（ MDR） D. 指令寄存器（ IR） 2022/2/16 答：根據(jù)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)與透明性的概念， PC對(duì)匯編語(yǔ)言程序員是可見(jiàn)的，因?yàn)槌绦騿T需要依據(jù) PC的值計(jì)算相對(duì)轉(zhuǎn)移的偏移量。故選擇 B。 ? 模擬式電子計(jì)算機(jī)所處理的電信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)的，稱(chēng)為模擬電信號(hào)。 ? 數(shù)字式電子計(jì)算機(jī)所處理的電信號(hào)在時(shí)間上是離散的，稱(chēng)為數(shù)字量。增加組合位數(shù)就能增大數(shù)的表示范圍和精度。 ? 按照結(jié)構(gòu)集成的不同方式，微型計(jì)算機(jī)分為單片機(jī)和單板機(jī)。 ? 根據(jù)計(jì)算機(jī)的用途不同，計(jì)算機(jī)分為個(gè)人計(jì)算機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)（簡(jiǎn)稱(chēng)工控機(jī)）、軍用計(jì)算機(jī)和嵌入式計(jì)算機(jī) 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 3 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類(lèi) 2. 3. 1 綜述 2. 3. 2 弗林分類(lèi)法 按照指令流和數(shù)據(jù)流分別具有的多倍性，弗林將計(jì)算機(jī)分為以下 4類(lèi)： 1. 單指令流單數(shù)據(jù)流 SISD 2. 單指令流多數(shù)據(jù)流 SIMD 3. 多指令流單數(shù)據(jù)流 MISD 4. 多指令流多數(shù)據(jù)流 MIMD 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的指標(biāo)非常多。 與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有關(guān)的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)包括：系統(tǒng)軟件的配置、吞吐率、響應(yīng)時(shí)間、輔助存儲(chǔ)器容量、外圍設(shè)備的配置、 RASIS特性、可擴(kuò)縮性等。 ? 一個(gè)字（ Word）通常是由若干字節(jié)（ Byte）組成的。早期微型計(jì)算機(jī)的基本字長(zhǎng)有 8位、 16位，目前主要是 32位、 64位。但是字長(zhǎng)越大，處理器的價(jià)格就越高。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 2. 主存儲(chǔ)器容量 ? 用主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元個(gè)數(shù)乘以存儲(chǔ)單元寬度來(lái)表示，如 1024?16表示主存儲(chǔ)器有 1024個(gè)單元，每個(gè)單元的寬度是 16位。 ? 目前微型計(jì)算機(jī)都以字節(jié)作為最小編址單位 ,所以主存儲(chǔ)器容量的單位用 B(字節(jié) )表示。微型計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器容量一般從幾十 MB到上百 MB，超級(jí)計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器容量可達(dá)上百 GB. 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 3. 處理速度 ? 是用戶(hù)最關(guān)心的性能指標(biāo)。 ? MIPS源于 Gibson提出的以指令的平均執(zhí)行時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià)處理器性能。最常用的權(quán)就是指令的使用頻率。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 3. 處理速度 對(duì)用戶(hù)來(lái)說(shuō)，雖然 MIPS比較直觀(guān)，但存在如下缺陷： （ 1） MIPS只關(guān)注指令的條數(shù)，沒(méi)有考慮指令功能的強(qiáng)弱。 （ 2）由于不同程序包含的指令不同，不同指令的執(zhí)行時(shí)間不同，所以在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行不同程序時(shí)，測(cè)得的MIPS指標(biāo)可能不同。 以上指標(biāo)都是針對(duì)計(jì)算機(jī)的綜合性能而制定的。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 4. 主頻 處理器的工作是在主時(shí)鐘的控制下進(jìn)行的，主時(shí)鐘的頻率叫做處理器的主頻。 執(zhí)行一個(gè)程序所需的處理器時(shí)間可用“該程序的指令條數(shù) ?CPI?時(shí)鐘周期”來(lái)估算。早期處理器的主頻在幾兆赫 (MHz)到幾百兆赫之間，隨著器件技術(shù)的迅速發(fā)展，目前主流處理器的主頻已經(jīng)達(dá)到上千兆赫茲 (GHz)。相反，主頻的提高卻帶來(lái)了功耗增加、產(chǎn)生熱量高等一系列問(wèn)題。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存取周期通常在十幾到上百納秒 (109秒， ns)之間，磁盤(pán)的存取周期一般在 10毫秒 (103秒，ms)以上。 在移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域，功耗是壓倒一切的性能指標(biāo)。 2022/2/16 6. 功耗 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 7. 軟件兼容性 軟件兼容可分為向上（下）兼容和向前（后）兼容。 系列機(jī)之間必須能夠做到“向后兼容” ，力爭(zhēng)做到“向上兼容”，對(duì)于“向下兼容”或“向前兼容”不做要求。不同的系統(tǒng)軟件性能不同，價(jià)格也差別很大 。 響應(yīng)時(shí)間是指用戶(hù)在輸入命令或數(shù)據(jù)后到得到第一個(gè)結(jié)果的時(shí)間間隔 。 2022/2/16 9. 吞吐率與響應(yīng)時(shí)間 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 4 電子計(jì)算機(jī)的性能評(píng)價(jià) 10. 輔助存儲(chǔ)器容量 輔存容量決定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所能夠存儲(chǔ)的信息總量。單一硬盤(pán)的容量可達(dá)幾十 GB、甚至上百 GB，而磁帶庫(kù)的容量則在幾千 TB以上?？煽啃杂?“平均無(wú)故障時(shí)間(Mean Time To Failure， MTTF)”或 “平均故障間隔時(shí)間(Mean Time Between Failure， MTBF)”來(lái)衡量，可服務(wù)性/可維護(hù)性用 “平均修復(fù)時(shí)間 (Mean Time To Repair，MTTR)”來(lái)衡量。 為了拓展計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的功能，需要為它配置相應(yīng)的外設(shè)。所以主機(jī)與外設(shè)的接口應(yīng)該設(shè)計(jì)成可擴(kuò)縮的 。若 CPU速度提高 50%，I/O速度不變，則運(yùn)行程序 A所耗費(fèi)的時(shí)間是 。故選 D。 A． MIPS B． CPI C． IPC D． MFLOPS 答：只有選項(xiàng) D帶“ F（意味著浮點(diǎn)數(shù)）”，不選 D，還能選啥！ 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計(jì)算機(jī)組成原理 2 . 5 電子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì) 2. 5. 1 電子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 2. 5. 2 電子計(jì)算機(jī)發(fā)展的動(dòng)力 2. 5. 3電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 請(qǐng)同學(xué)們自行閱讀學(xué)習(xí) 2022/2/16