MOOC華科計算機組成原理課程學習筆記；
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1非時間指標

1.1機器字長：指機器一次能處理的二進制位數

• 由加法器、寄存器的位數決定；
• 一般與內部寄存器的位數相等(字長)；
• 字長越長，表示數據的范圍就越大，精確度越高；
• 目前常見的有32位和64位字長。

1.2總線寬度：數據總線一次能并行傳送的最大信息的位數

• 一般指運算器與存儲器之間的數據總線位數。
• 有些計算機內部與外部數據總線寬度不一致：
• 8086、80286、80386內外數據總線等寬；
• 8088、80386SX 外部總線寬度8位內部總線寬度 16位；
• Pentium外總線64位，內總線32位（兩條32位流水線）

1.3主存容量

是指一臺計算機主存所包含的存儲單元總數。

1.4存儲帶寬

指單位時間內與主存交換的二進制信息量， 常用單位B/s（字節/秒）。

影響存儲帶寬的指標包括數據位寬和數據傳輸速率。

2時間指標

2.1主頻、時鐘周期，外頻、倍頻

主頻f：指CPU內核工作的時鐘頻率，即CPU內數字脈沖信號振蕩的速率，與CPU實際的運算能力之間不是唯一的、直接關系；

時鐘周期T ：也稱節拍周期，是計算機中最基本的、最小的時間單位。在一個時 鐘周期內，CPU僅完成一個最基本的動作；

f 與T的關系 ：互為倒數，f越高，T就越小 (f =100MHz時T=10ns， f =1GHz時T=1ns)

外頻 ：指CPU(內存)與主板之間同步的時鐘頻率(系統總線的工作頻率)；

倍頻 ：CPU主頻與外頻之間的倍數；

主頻 = 外頻 × 倍頻

注：超頻就是提高倍頻。

2.2 CPI (Clock cycles Per Instruction)

定義：執行一條指令(平均)需要的時鐘周期數(即T周期的個數)

分類：單條指令CPI 、一段程序中所有指令的CPI、指令系統CPI 等

計算方法：CPI = 程序中所有指令的時鐘周期數之和 / 程序指令總數 = (程序中各類指令的CPI ×程序中該類指令的比例)

舉例：

IPC (Instruction per Clock)：每個時鐘周期內執行的指令條數 (并行)

CPU性能判斷：CPU性能=IPC(CPU每一時鐘周期內所執行的指令多少)×頻率(MHz時鐘速度)

2.3 MIPS (Million Instructions Per Second) :每秒鐘CPU能執行的指令總條數 (單位：百萬條/秒)

公式：

舉例：

2.4 CPU時間

定義：執行一段程序所需的時間 ( CPU時間+ I/O時間 + 存儲訪問時間+ 各類排隊時延等)。

CPU時間 = 程序中所有指令的時鐘周期數之和×T =程序中所有指令的時鐘周期數之和 / f

兩種計算方法：

舉例：

總結

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