計算機組成原理個人筆記（一）
阿新 • • 發佈：2019-02-06
吞吐量：表徵一臺計算機在某一時間間隔內能夠處理的資訊量。
CPI(Cycles Per Instruction)：表示每條指令週期數，即執行一條質量所需的平均時鐘週期數。計算如下：
CPI=執行某段程式所需的CPU時鐘週期數/程式包含的指令條數
MIPS(Million Instructions Per Second)：每秒執行多少百萬條定點指令數，計算如下：
MIPS=指令數/(程式執行的時間*10^6)
FLOPS(Floating-point Operations Per Second)：每秒執行浮點操作的次數，用來衡量機器浮點操作的效能，計算如下：
FLOPS=程式中的浮點操作次數/程式執行時間(S)
馮·諾依曼設計思想可以簡要地概括為以下三點：
（1）計算機應包括運算器、儲存器、控制器、輸入和輸出裝置五大基本部件。
（2）計算機內部應採用二進位制來表示指令和資料。每條指令一般具有一個操作碼和一個地址碼。其中操作碼錶示運算性質，地址碼指出運算元在儲存器中的地址。
CPI(Cycles Per Instruction)：表示每條指令週期數，即執行一條質量所需的平均時鐘週期數。計算如下：
CPI=執行某段程式所需的CPU時鐘週期數/程式包含的指令條數
MIPS(Million Instructions Per Second)：每秒執行多少百萬條定點指令數，計算如下：
MIPS=指令數/(程式執行的時間*10^6)
FLOPS(Floating-point Operations Per Second)：每秒執行浮點操作的次數，用來衡量機器浮點操作的效能，計算如下：
FLOPS=程式中的浮點操作次數/程式執行時間(S)
馮·諾依曼設計思想可以簡要地概括為以下三點：
（1）計算機應包括運算器、儲存器、控制器、輸入和輸出裝置五大基本部件。
（2）計算機內部應採用二進位制來表示指令和資料。每條指令一般具有一個操作碼和一個地址碼。其中操作碼錶示運算性質，地址碼指出運算元在儲存器中的地址。
（3）將編好的程式送入記憶體儲器中，然後啟動計算機工作，計算機無需操作人員干預，能自動逐條取出指令和執行指令。
數在計算機中是以二進位制形式表示的。
數分為有符號數和無符號數。
原碼、反碼、補碼都是有符號定點數的表示方法。
一個有符號定點數的最高位為符號位，0是正，1是負。
以下都以8位整數為例，
原碼就是這個數本身的二進位制形式。
例如
0000 0001 就是+1
1000 0001 就是-1
正數的反碼和補碼都是和原碼相同。
負數的反碼是將其原碼除符號位之外的各位求反
[-3]反=[1000 0011]反=1111 1100
負數的補碼是將其原碼除符號位之外的各位求反之後在末位再加1。
[-3]補=[1000 0011]補=11111101
一個數和它的補碼是可逆的。
為什麼要設立補碼呢？
第一是為了能讓計算機執行減法：
[a-b]補=a補+（-b）補
第二個原因是為了統一正0和負0
正零：0000 0000
負零：1000 0000
這兩個數其實都是0，但他們的原碼卻有不同的表示。
但是他們的補碼是一樣的，都是0000 0000
這裡必須要熟練記下下面的資料，必須像乘法口訣表一樣熟悉。圖如下：
（必須熟練記住，在此處在子網劃分的地方用處極大，二進位制轉十進位制，十進位制轉二進位制的地方用處也極大）
下面是補碼運算加法：
判斷溢位：
下面是乘法：
