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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馮·諾依曼的設計，計算機應能自動執行程序，而執行程序又歸結為逐條執行指令。執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行的指令送到 CPU 內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，譯出該指令對應的微操作信號，控制各個部件的操作。3)取操作數：如果需要，發出取數據命令，到存儲器取出所需的操作數。4)執行指令：根據指令譯碼，向各個部件發出相應控制信號，完成指令規定的各種操作。5)保存結果：如果需要保存計算結果，則把結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結構、各部件的硬件性能以及系統的軟件配置有關，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稱為字長。微處理器的字長一般由算術邏輯單元(ALU)的位數和數據總線的寬度來決定，字長越長，表示數據的精度越高，傳送處理數據的速率越快。例如，8086 是 16 位字長處理器。有些處理器的 ALU 位數和數據總線寬度并不相同，例如，8088 的 ALU 是 16 位，但為了和 8 位的 I/O 設備兼容，其數據總線只有 8 位，因此稱其為準 16 位處理器。

2.內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存儲器性能的兩個主要指標。內存儲器的最大容量和處理器的地址線寬度有關，8086 有 20 位地址線，最大內存容量為1MB，存儲器訪問時間體現了內存儲器的速度，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中的難題。

3.系統總線傳輸速率

總線每秒鐘能夠傳送的最大字節數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。總線寬度指總線中數據線的位數。基于 8088 的 PC 系統總線寬度為 8 位，ISA 標準數據線寬度為 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)，是指每秒鐘所能執行的指令條數，一般用“百萬條指令/s”(MIPS，MillionInstruction Per Second)來描述。同一臺計算機，執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)、每秒平均執行指令數(IPS)等。

總結

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