计算机组成原理平均cpi怎么算 |
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计算机组成原理平均cpi怎么算
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MOOC华科计算机组成原理课程学习笔记；本文所有图片来自MOOC华科计算机组成原理课程。 1非时间指标 1.1机器字长：指机器一次能处理的二进制位数 由加法器、寄存器的位数决定； 一般与内部寄存器的位数相等(字长)； 字长越长，表示数据的范围就越大，精确度越高； 目前常见的有32位和64位字长。 1.2总线宽度：数据总线一次能并行传送的最大信息的位数 一般指运算器与存储器之间的数据总线位数。 有些计算机内部与外部数据总线宽度不一致： 8086、80286、80386内外数据总线等宽； 8088、80386SX 外部总线宽度8位内部总线宽度 16位； Pentium外总线64位，内总线32位（两条32位流水线） 1.3主存容量是指一台计算机主存所包含的存储单元总数。 1.4存储带宽指单位时间内与主存交换的二进制信息量， 常用单位B/s（字节/秒）。 影响存储带宽的指标包括数据位宽和数据传输速率。 2时间指标 2.1主频、时钟周期，外频、倍频主频f：指CPU内核工作的时钟频率，即CPU内数字脉冲信号振荡的速率，与CPU实际的运算能力之间不是唯一的、直接关系； 时钟周期T ：也称节拍周期，是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时 钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作； f 与T的关系 ：互为倒数，f越高，T就越小 (f =100MHz时T=10ns， f =1GHz时T=1ns) 外频 ：指CPU(内存)与主板之间同步的时钟频率(系统总线的工作频率)； 倍频 ：CPU主频与外频之间的倍数； 主频 = 外频 × 倍频 注：超频就是提高倍频。 2.2 CPI (Clock cycles Per Instruction)定义：执行一条指令(平均)需要的时钟周期数(即T周期的个数) 分类：单条指令CPI 、一段程序中所有指令的CPI、指令系统CPI 等 计算方法：CPI = 程序中所有指令的时钟周期数之和 / 程序指令总数 = (程序中各类指令的CPI ×程序中该类指令的比例) 举例： 
IPC (Instruction per Clock)：每个时钟周期内执行的指令条数 (并行) CPU性能判断：CPU性能=IPC(CPU每一时钟周期内所执行的指令多少)×频率(MHz时钟速度) 2.3 MIPS (Million Instructions Per Second) :每秒钟CPU能执行的指令总条数 (单位：百万条/秒)公式： 
举例： 
2.4 CPU时间
定义：执行一段程序所需的时间 ( CPU时间+ I/O时间 + 存储访问时间+ 各类排队时延等)。 CPU时间 = 程序中所有指令的时钟周期数之和×T =程序中所有指令的时钟周期数之和 / f 两种计算方法： 
举例： 
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