常见问题和总结

性能指标

机器字长

机器字长

简称字长,是指计算机进行一次整数运算(定点整数运算)所能处理的二进制数据的位数,通常与CPU的寄存器位数,ALU相关.因此字长一般等于 通用寄存器的位数或ALU的宽度

指令字长

一个指令字中包含的二进制代码的位数,取决于指令的功能和格式,可以是单字长,半字长或者双字长

存储字长

一个存储单元存储的二进制代码的位数,等于MDR的位数

运算速度

主频和CPU时钟周期

CPU时钟周期: 机器内部主时钟脉冲信号的宽度,是CPU工作的最小时间单位

主频(Cycle): 时钟周期的倒数,直观理解为 每秒有多少时钟周期

CPI(Cycle Per Instruction)

执行每条指令所需要的时钟周期数,是一个平均值

每种指令的时钟周期可能不同

IPS(Instruction Per Second)

每秒执行多少条指令

\(IPS = \frac{主频}{平均CPI} = \frac{Instruction}{Cycle} * Cycle\)

CPU执行时间

指运行一条程序所花费的时间

\(CPU执行时间 = \frac{CPU时钟周期数}{主频} = \frac{指令条数*CPI}{主频}\)

计算机内部透明性 (\(T_{10}\))

汇编程序员可以通过JMP来设置PC的值,状态寄存器,通用寄存器也可见,IR,MAR,MDR是CPU的内部工作寄存器,不可见

单位换算

时间换算

\(1s = 10^3ms=10^6\mu s = 10^9ns=10^{12}ps=10^{15}fs\)

内存换算

\(1Byte = 8bit\) 一个字节等于8bit

\(K~M~G~T~P~E~Z\)每一级差距\(10^3\)