计算机组成与设计-计算机概要与技术

一、硬件和软件是如何影线性能的?

  • 算法:决定了源码级语句的数量和I/O的操作数量
  • 编程语言、编译器和体系结构:决定了每条源码对应的计算机指令数量
  • 处理器和存储系统:决定了每条指令的执行速度
  • I/O系统:决定了I/O操作的执行速度

 二、计算机系统结构中的8个伟大思想

  • 面向摩尔定律设计
  • 使用抽象简化设计
  • 加速大概率事件
  • 通过并行提高性能
  • 通过流水线提高性能
  • 通过预测提高性能
  • 存储器层次
  • 通过冗余设计提供稳定性

三、计算机硬件与软件层次图

应用程序(用户程序) -> 系统软件 -> 硬件;

系统软件包括:操作系统、编译程序、加载程序、链接程序等;

操作系统的定义:为了使程序能够更好的在计算机上运行,从而管理计算机资源的监控程序; 

编译程序的定义:将高级语言翻译成计算机能够识别的语言的程序

指令的定义:计算机硬件所能理解并服从的命令;能够被计算机识别并执行的一串由0和1组成的数字串

四、计算机的五个组成部分

输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器;运算器和控制器又合称处理器;计算机的任何部件都可以归于这5种之一;

五、概念

主存储器:一般是指内存,也叫内存储器,也指DRAM,易失性存储器

二级存储器:一般指磁盘(硬盘),也叫外存储器,非易失性存储器,常见的硬盘例如:SSD、HHD

cpu cache:包括cup核独享的一级、二级缓存,多个cpu核共享的三级缓存

 六、时间的换算单位

ps(皮秒)、ns(纳秒)、us(微秒)、ms(毫秒)、s(秒)

1000ps = 1ns、1000ns = 1us、1000us = 1ms、1000ms = 1s

 

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