计算机组成原理整理解读

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1、1.2.4计算机的性能指标吞吐量　　表征一台计算机在某一时间间隔内能够处理的信息量，单位是字节/秒（B/S）。　响应时间　　表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量，例如微秒（10-6S）、纳秒（10-9S）。　利用率　　表示在给定的时间间隔内，系统被实际使用的时间所占的比率，一般用百分比表示。　　处理机字长　　指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。当前处理机的字长有8位、16位、32位、64位。　字长越长，表示计算的精度越高。总线宽度　　一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内

2、部总线二进制位数。　存储器容量　　存储器中所有存储单元的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。　　其中K=210，M=220，G=230，T=240，B=8位（1个字节）。　　存储器容量越大，记忆的二进制数越多。　存储器带宽　　存储器的速度指标，单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用字节数/秒表示。　主频/时钟周期　　CPU的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率（f）叫CPU的主频。度量单位是MHz（兆赫兹）、GHz（吉赫兹）。例如Pentium系列机为60MHz～66M

3、Hz，而Pentium4升至3.6GHz。主频的倒数称为CPU时钟周期（T），即T=1/f，度量单位是微秒、纳秒。　　CPU执行时间　　表示CPU执行一段程序所占用的CPU时间，可用下式计算：CPU执行时间＝CPU时钟周期数×CPU时钟周期长　　CPI　表示每条指令周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数。用下式计算：CPI＝ 　MIPS　　表示每秒百万条指令数，用下式计算：MIPS＝ ＝程序执行时间Te为：Te＝　　MFLOPS　　表示每秒百万次浮点操作次数，用下式计算：MFLOPS＝ 计算机硬件：控制器，运

4、算器，存储器，输入设备，输出设备运算器算术运算和逻辑运算在计算机中参与运算的数是二进制的运算器的长度一般是8、16、32或64位存储器存储数据和程序（指令）容量（存储单元、存储单元地址、容量单位）分类内存（ROM、RAM）、外存存储器单位：1KB＝210B1MB＝220B1GB＝230B1TB＝240B第二章定点表示范围：纯小数：纯整数的范围：-（2n-1）<

5、数符尾数232.规格化：若不对浮点数的表示作出明确规定，同一个浮点数的表示就不是惟一的。尾数域最左位(最高有效位)总是1，故这一位经常不予存储，而认为隐藏在小数点的左边。采用这种方式时，将浮点数的指数真值e变成阶码E时，应将指数e加上一个固定的偏移值127(01111111)，即E=e+127。3.64位的浮点数中符号位1位，阶码域11位，尾数域52位，指数偏移值是1023。因此规格化的64位浮点数x的真值为：x=(-1)S×(1.M)×2E-1023e=E-1023一个规格化的32位浮点数x的真值表示为x=(-

6、1)S×(1.M)×2E-127e=E-1274.真值x为零表示：当阶码E为全0且尾数M也为全0时的值，结合符号位S为0或1，有正零和负零之分。真值x为无穷大表示：当阶码E为全1且尾数M为全0时，结合符号位S为0或1，也有+∞和-∞之分。这样在32位浮点数表示中，要除去E用全0和全1（25510）表示零和无穷大的特殊情况，指数的偏移值不选128（10000000），而选127（01111111）。对于规格化浮点数，E的范围变为1到254，真正的指数值e则为-126到+127。因此32位浮点数表示的绝对值的范围是1

7、0-38～1038（以10的幂表示）。浮点数所表示的范围远比定点数大例1若浮点数x的754标准存储格式为(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。解：将16进制数展开后，可得二制数格式为01000001001101100000000000000000符号S阶码E(8位)尾数M(23位)指数e=E-127=10000010-01111111=00000011=(3)10包括隐藏位1的尾数1.M=1.01101100000000000000000=1.011011于是有x=(-1)S×1.M×2e=+(1.0

8、11011)×23=+1011.011=(11.375)106.机器码：原码反码补码移码（移码和补码尾数相同，符号位相反，-2n~2n-1）7.范围例2：设机器字长16位，定点表示，尾数15位(1)定点原码整数表示时,最大正数是多少?最小负数是多少?0111111111111111最大正整数x＝(215－1)10＝(＋32767)101111111111111111最小负