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計算機原理


 

第一章:緒論


 

馮諾依曼架構體系:

 

 

 

 

效能指標:

平均執行週期數(Cycle Per Instruction,CPI):

每條指令平均執行週期數。

主頻(CPU Clock Speed,rate):

1/時鐘週期。

時鐘週期(CYCLE TIME,cT):

1/主頻。  例:1GHZ -- 1ns

指令集架構(Instruction Set Architecture,ISA):

在系統與使用者程式之間的那一層,使用者程式通過指令集來呼叫系統驅動。

CPU時間CPU TIME):

CPU時間分為使用者CPU時間+系統CPU時間。

CPU TIME = ISA x CPI x cT

     = 1/rate x 時鐘週期數

並行思想

 

發展瓶頸:1.摩爾定律 2.儲存牆(訪問牆) 3.功耗牆(散熱) 4.I/O牆

 

Amdahl定律 :

改進後執行時間 = 受改進影響的執行時間/改進部分效能提高倍數 + 未受影響部分的執行時間

 

MIPS:million Insturctions per sec (測量指令集)

MIPS=ISC/ET x 106

MFLOPS : million Floating-Point per sec (測量運算器)

MFLOPS=FP/ET x 106

 

發展趨勢:並行化、微型化、網路化(雲端計算、雲儲存)、智慧化虛擬化。

 

摩爾定律:每18個月,電晶體數量x2,積體電路效能x2,價格/2。