计算机硬件技术第一章概述.pptVIP

计算机硬件技术;主要参考书;硬件;系统软件： 是一组通用的软件，往往由计算机制造公司随机带给用户或者由相关的软件公司提供给用户。 包括: 操作系统（Operating Systems）、 语言处理程序; 数据库管理系统; 实用程序（如：编辑、链接、调试、诊断程序等）。;应用软件： 是指计算机在各种各样的应用领域中，人们为了应用计算机来解决本领域内所独有的问题而设计的软件。 分为： 科学计算； 事务处理； 自动控制； 计算机辅助工作； 人工智能等。;;二 计算机软硬件的等价性;1、响应时间 响应时间指一个任务从输入到输出的总时间。 T响应=TCPU+TI/O访问+TMEM访问+TDISK访问 TCPU=T系统CPU+T用户CPU T用户CPU=IN*CPI*TC 响应时间能够反映系统软硬件的总体性能。;例：计算Pentium II 450处理机的运算速度。 解：由于PentiumII 450处理机的IPC＝2 (或CPI＝0.5), Fz＝450MHz，因此， MIPSPentium II 450＝Fz×IPC＝450×2＝900(MIPS) ;2、吞吐率 指单位时间内处理作业(或任务)的数量。 吞吐率 = n÷n个任务总时间 吞吐率与I/O软硬件组织方式及OS有很大关系。 吞吐率能够反映软硬件系统对多任务的处理能力。;四、性能评测技术; *例：分析影响用户CPU时间的因素。;2、模拟技术;3、测量技术 *方法：通过基准测试程序对系统进行实际性能评价。;按评价准确性递减的顺序列出几种测试程序： 1）实际的应用程序方法。运行例如C编译程序、Text 正文处理软件、CAD工具等等。 2）核心程序方法。从实际的程序中抽取少量关键循环程序段，并用它们来评价机器的性能。 3）玩具基准测试程序。玩具基准测试程序通常只有10-100行而且运行结果是可以预知的。 4）综合基准测试程序。是为了体现平均执行而人为编制的，类似于核心程序，没有任何用户真正运行综合基准测试程序。;五、性能设计基本准则;2、阿姆达尔（Amdahl）定律;例： 假设将某系统的某一部件的处理速度加快到10倍,但该部件的原处理时间仅为整个运行时间的40%，则采用加快措施后能使整个系统的性能提高多少？ 解：由题意可知：Fe=0.4, Se=10，根据Amdahl定律 ;3、程序访问局部性原理 程序执行中呈现出频繁重复使用那些“簇聚”的数据和指令的规律。;五 计算机的层次结构; 从使用语言的角度，把计算机系统按功能划分成多级层次结构： ;由软件实现的机器称为：虚拟机。 从学科领域来划分： 第0和第1级属于计算机组成与系统结构； 第3至第5级是系统软件； 第6级是应用软件。;1 计算机系统结构发展;（3）、缺点; *对系统结构影响1：系列机思想使得新的组成与实现技术很快得到应用，大量兼容产品出现，推动了系统结构发展。;(2)模拟与仿真;(3)统一高级语言;2）、应用对系统结构发展的影响;3）、器件对系统结构发展的影响;3、系统结构中并行性的发展;(2)并行性开发途径;2）、并行性发展;4、计算机的分代和分型