第一章 計算機系統概述 1.3 計算機的性能指標

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本筆記參考書目：

計算機組成原理（第六版.立體化教材）白中英、戴志濤

2021王道計算機組成原理視頻公開課

本節重點：

• 容量計算
• K/M/G/T單位轉換
• CPU主頻/CPI/IPS/FLOPS
• 數據通路帶寬/吞吐量/響應時間

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總容量計算

總容量 = 儲存單元個數 X 儲存字長 bit

字節單位換算

常見2的指數換算：

$2^4=16$
$2^5=32$
$2^6=64$
$2^7=128$
$2^8=256$
$2^9=512$
$2^{10}=1024$

字節（Bytes）換算：

$1KB=2^{10}B=1024B$
$1MB=2^{10}?1KB={\left(2^{10}\right)}^{2}B=2^{20}B$
$1GB=2^{30}B$
$1TB=2^{40}B$

K/M/G/T：增長倍數為 $2^{10}$

CPU的性能指標

CPU主頻（時鐘頻率）： CPU內數字脈沖信號振蕩頻率

單位：Hz

CPU主頻（時鐘頻率）和CPU時鐘周期互為倒數

CPI（Clock Cycles per Instruction） ：執行一條指令需要的時鐘周期數

執行不同/相同指令的時間周期數CPI不一定相同。

執行一條指令的平均耗時 = Avg. CPI X CPU時鐘周期

CPU執行時間 ：執行整個程序（而非單條指令）的耗時

IPS（Instructions per Second） ：每秒執行多少條指令
$IPS=\frac{CPU主頻}{Avg.CPI}$

FLOPS（Floating-point Operations per Second）：每秒執行多少次浮點運算

IPS和FLOPS增加單位：
KIPS、MIPS
KFLOPS、MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS
K/M/G/T：增長倍數為 $10^3$

描述儲存和CPU時，K/M/G/T增長倍數有區別！

系統整體的性能指標

數據通路帶寬 ：數據總線一次能并行傳送的信息的位數。

各硬件間（I/O、控制器、運算器、主儲存器）通過數據總線進行數據傳輸。

吞吐量 ：系統在單位時間內處理請求的數量

響應時間：用戶向計算機發請求，系統對請求的響應時間

🤔思考

主頻高的CPU一定比主頻低的快嗎？
Ans：不一定。Avg. CPI高，導致高頻CPU的IPS低。

??若CPI相同，主頻高一定意味著更快嗎？
Ans：不一定！ 操作系統設計不同，導致快慢不同。比如，A不支持乘法，只能通過多次加法實現乘法，而B支持乘法，意味著B更快。

知識回顧

總結

以上是生活随笔為你收集整理的第一章 计算机系统概述 1.3 计算机的性能指标 [计算机组成原理笔记]的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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