1.4 主要技术指标
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技术指标
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数据通路宽度:
数据总线一次所能并行传送信息的位数,是指外部数据总线的宽度,与 CPU内部的数据总线宽度可以不相同。它影响到信息的传输能力,从而影响 计算机的有效处理速度。
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主存容量: 一个主存储器所能存储的全部信息量成为主存容量。一般以字节数来表
首先,每台计算机的CPU时钟周期数:
CPU时钟周期数 A = I ´ 2.0
每台计算机的CPU时间:
CPU时钟周期数 B = I ´ 1.2
同理:
CPU时间A = CPU时钟周期数 A ´ 时钟周期时间 = I ´ 2.0 ´ 250 ps = 500 ´ Ips
CPU时间B = I ´ 1.2 ´ 500 ps = 600 ´ Ips
响应时间: 指计算机系统对请求作出响应的时间,响应时间包括CPU时间与等待时间
的总和。 主频:
又称时钟频率,表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度,
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时钟周期:
CPU主频的倒数,是CPU中最小的时间元素。每个动作至少需要一个时钟周期。
CPI(Cycles perInstruction):
计算机
组成原理
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பைடு நூலகம் 1.4
计算机的主要技术指标
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机器字长:
指参与运算的基本位数,它是由加法器、寄存器的位数决定的。字长标志着计算 机的精度,字长越长,计算机的精度就越高。
机器字长以“字节Byte”为基本单位,字节用大写字母B表示,一个字节为8位 二进制数(比特bit),位用小写字母B表示。另外,我们通常提到的字(word),是 指数据字,一般是16位,双字(Double Word)是32字。需要说明的是,数据字 和字长是有区别的概念,数据字是一个度量单位,用来度量各种数据类型的宽度, 而字长表示数据运算的宽度,反映计算机处理信息的能力。
是指每条指令执行所用的时钟周期数。在现代高性能计算机中,由于采用各种并
行技术,使指令执行高度并行化,常常是一个系统时钟周期可以处理若干条指令。
所以CPI参数经常用IPC(Instructions per Cycle)表示,即每个时钟周期执行的
指令数:
CPI = 1 IPC
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CPU执行时间:
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MIPS(MillionInstructions per Second): 表示每秒执行多少百万条指令。对于一个给定的程序,MIPS定义为:
MFLOPS(MillionFloating-point Operations per Second): 表示每秒执行多少百万次浮点运算。对于一个给定的程序,MFLOPS定义为:
示存储容量。1024个字节称为1KB。等等
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运算速度:
影响计算机的运算速度有很多技术指标,主要包括:吞吐量、响应时间、 主频、CPU时钟周期、CPI、CPU执行时间、MIPS、MFLOPS等,现分别介 绍如下:
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吞吐量: 指计算机系统在单位时间内处理请求的数量。
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例题:某程序在一台时钟频率为2GHz的计算机A上运行需要10秒。现在将设 计一台计算机B,希望将运行时间缩短为6秒。计算机的设计者采用的方法是 提高时钟频率,但这会影响CPU其余部分的设计,使计算机B运行该程序时需 要相当于计算机A的1.2倍的时钟周期数。那么计算机设计者应该将时钟频率 提高到多少?
计算机A更快。
CPU性能A / CPU性能B = 执行时间B / 执行时间 A = 600 ´ Ips / 500 ´ Ips = 1.2
因此,对于该程序计算机A是计算机B的1.2倍快。
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例题:假设计算机A的时钟周期为250ps, 对某程序的CPI为2.0;计算机B 的时钟周期为500ps,对同样程序的CPI为1.2。 对于该程序,请问哪台计算 机执行的速度更快?快多少?
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解:对于固定的程序,每台计算机执行的总指令数是相同的, 用I表示。
B的CPU时间公式为:
CPU时间B = 1.2 ´ CPU时钟周期数 A / 时钟频率B 6秒 = 1.2 ´ 20 ´ 109时钟周期数 / 时钟频率B 时钟频率 B = 1.2 ´ 20 ´ 109时钟周期数 / 6秒 = 0.2 ´ 20 ´ 109时钟周期数 / 秒
= 4 ´ 109时钟周期数 / 秒 = 4GHz
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解:在A上运行该程序需要的时钟周期数:
CPU时间 A = CPU时钟周期数 A / 时钟频率A 10秒 = CPU时钟周期数 A / 2 ´ 109 周期数 / 秒 CPU时钟周期数 A = 10秒 ´ 2 ´ 109 周期数 / 秒 = 20 ´ 109 周期数