一、計算機系統概述

計算機系統的多層次結構

微程式設計級、一般機器級、作業系統級、組合語言級、高階語言級。

硬體：
　　第1級：微程式機器層M0（微指令系統），由硬體直接執行微指令
　　第2級：傳統機器M1（機器語言機器），用微程式解釋機器指令
軟體：
　　第3級：虛擬機器器M2（作業系統機器），用機器語言解釋作業系統
　　第4級：組合語言M3（組合語言機器），用匯程式設計序翻譯成機器語言程式
　　第5級：虛擬機器器M4（高階語言機器），用編譯程式翻譯成組合語言程式

馮·諾依曼機

基本工作方式：控制流驅動方式；
最根本的特徵：採用“儲存程式”原理，即按地址訪問並順序執行指令；
指令和資料均以二進位制形式存放在儲存器中；
CPU區分依據是：指令週期的不同階段。
馮·諾依曼計算機：以運算器為中心
現代的計算器：以儲存器為中心
5大部件：儲存器、運算器、控制器、輸入裝置、輸出裝置（介面卡）
三大部分：CPU（運算器、控制器）、I/O裝置（輸入裝置、輸出裝置）、主儲存器

哈佛結構

　　將指令和資料放在兩個獨立的儲存器，允許在一個機器週期內同時獲得指令和運算元，提高了執行速度。

計算機效能指標

機器字長：
　　1、CPU一次能處理資料的位數。
　　通常與CPU的暫存器位數有關。字長越長，精度越高。
　　2、機器的字長也會影響機器的運算速度。
　　字長較短，運算位數多，可能需要多次運算才能完成。
　　3、對硬體造價有影響。
　　直接影響ALU、資料匯流排以及儲存字長的位數。

儲存容量：
　　主存容量、輔存容量

運算速度：
　　吞吐量和響應時間
　　主頻和CPU時鐘週期
　　CPI：執行一條指令所需的時鐘週期數。
　　CPU執行時間：指執行一個程式所花費的時間。取決於：1、主頻；2、CPI；3、指令條數
　　MIPS：每秒執行多少百萬條指令。
　　MFLOPS：每秒執行多少百萬次浮點運算。（標誌系統性能最有用引數）
　　GFLOPS：每秒執行多少十億次浮點運算。
　　TFLOPS：每秒執行多少萬億次浮點運算。