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微型計算機的工作過程和主要性能指標

微型計算機的工作過程根據(jù)馮·諾依曼的設(shè)計，計算機應(yīng)能自動執(zhí)行程序，而執(zhí)行程序又歸結(jié)為逐條執(zhí)行指令。執(zhí)行一條指令又可分為以下五個基本操作：1)取指令：從存儲器某個地址單元中取出要執(zhí)行的指令送到 CPU 內(nèi)部的指令寄存器暫存。2)分析指令：或稱指令譯碼，把保存在指令寄存器中的指令送到指令譯碼器，譯出該指令對應(yīng)的微操作信號，控制各個部件的操作。3)取操作數(shù)：如果需要，發(fā)出取數(shù)據(jù)命令，到存儲器取出所需的操作數(shù)。4)執(zhí)行指令：根據(jù)指令譯碼，向各個部件發(fā)出相應(yīng)控制信號，完成指令規(guī)定的各種操作。5)保存結(jié)果：如果需要保存計算結(jié)果，則把結(jié)果保存到指定的存儲器單元中。完成一條指令所需的時間稱為指令周期。一個指令周期往往包括多個總線周期，而一個總線周期又包含多個時鐘周期。時鐘周期是計算機中最小的時間單位。

微型計算機的主要性能指標微型計算機的性能是一個綜合的指標，它與微型計算機的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、各部件的硬件性能以及系統(tǒng)的軟件配置有關(guān)，主要評估指標有以下幾項。1.微處理器的字長計算機一次能并行處理的二進制的位數(shù)稱為字長。微處理器的字長一般由算術(shù)邏輯單元(ALU)的位數(shù)和數(shù)據(jù)總線的寬度來決定，字長越長，表示數(shù)據(jù)的精度越高，傳送處理數(shù)據(jù)的速率越快。例如，8086 是 16 位字長處理器。有些處理器的 ALU 位數(shù)和數(shù)據(jù)總線寬度并不相同，例如，8088 的 ALU 是 16 位，但為了和 8 位的 I/O 設(shè)備兼容，其數(shù)據(jù)總線只有 8 位，因此稱其為準 16 位處理器。

2.內(nèi)存儲器容量和訪問時間

存儲器容量和存儲器訪問時間是反映微型計算機內(nèi)存儲器性能的兩個主要指標。內(nèi)存儲器的最大容量和處理器的地址線寬度有關(guān)，8086 有 20 位地址線，最大內(nèi)存容量為1MB，存儲器訪問時間體現(xiàn)了內(nèi)存儲器的速度，直接影響處理機的性能。20 世紀 80 年代初，動態(tài)存儲器 DRAM 的訪問時間在幾百納秒，近年來提高到幾十納秒。但是存儲器速度的提高遠遠趕不上微處理器速度的提高，彌補它們之間的速度間隙一直是微型計算機技術(shù)中的難題。

3.系統(tǒng)總線傳輸速率

總線每秒鐘能夠傳送的最大字節(jié)數(shù)稱作總線的傳輸速率。總線速率和總線寬度及總線周期時間有關(guān)。總線寬度指總線中數(shù)據(jù)線的位數(shù)。基于 8088 的 PC 系統(tǒng)總線寬度為 8 位，ISA 標準數(shù)據(jù)線寬度為 16 位。總線周期時間指進行一次總線訪問花費的時間，ISA 總線的典型總線周期時間為 3 個時鐘周期，即每 3 個時鐘周期傳送 1B；8MHz 主頻 16 位寬度的ISA 總線傳輸速率是 5.3MB/s。

4.運算速度

運算速度是衡量計算機性能的一項重要指標。通常所說的計算機運算速度(平均運算速度)，是指每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用“百萬條指令/s”(MIPS，MillionInstruction Per Second)來描述。同一臺計算機，執(zhí)行不同的運算所需時間可能不同，因而對運算速度的描述常采用不同的方法。常用的有 CPU 時鐘頻率(主頻)、每秒平均執(zhí)行指令數(shù)(IPS)等。

總結(jié)

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