1-计算机系统概述-的2016.ppt

计算机系统的逐级生成过程： 拟定指令系统（它是CPU硬、软界面所在） 创建硬件系统（称为硬核。能实现指令功能） 配置操作系统（它是系统软件的核心和基础） 配置语言处理程序及软件资源（将它们置于操作系统的管理调度之下） 输入用户程序 补充：计算机系统设计（续） 1.5 计算机系统性能分析 1.5.1 计算机系统的主要性能指标 1.5.2 CPU性能分析（略） 1.5.3 系统性能的改进（略） 计算机系统的主要性能指标 1.基本字长 1）位（bit，比特，简写为b）：在数字电路和计算机技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是“0”还是“1”在计算机中都是一“位”。 2）字节（Byte，简写为B）：每8个位（bit）组成一个字节。 3）字（Word）：一般说来，在同一时间内处理的一组二进制数称为一个计算机的“字” 。在运算器中进行的数据运算一般是以字为单位。 4）字长（Word Length）：一个数据字包含的二进制位数称为字长。 计算机系统的主要性能指标（续） 2．存储容量 存储容量是指存储器中最多所能存储的数据量，是存储器的重要指标。 主存储器的容量受地址线位数的限制，而辅助存储器的容量与存储介质有关。 3．运算速度 运算速度用每秒能执行的指令条数来表示，单位是条／秒（IPS）或每秒百万条指令（MIPS）。 计算机系统的主要性能指标（续） 4．吞吐量 吞吐量是指单位时间里完成的任务数量。系统的吞吐量越大，说明系统在相同时间内完成的用户或系统请求越多，系统的处理能力也就越高。 5．响应时间 响应时间是指从发送请求到完成响应的整个过程所经历的时间。它以某个请求为对象，请求的大小以及复杂程度直接影响到响应时间的长短。 6. 资源利用率 资源利用率指系统各种资源的使用情况，如CPU占用率、内存占用率。一般使用“资源实际使用/总的资源可用量”表示资源利用率。 计算机系统的主要性能指标（续） 7.可靠性 平均无故障时间（Mean Time Between Failure，MTBF）是指两次故障之间能正常工作时间的平均值。 8.可维护性 平均修复时间（Mean Time to Repair Failures，MTRF），指从故障发生到机器修复平均所需要的时间。 9.可用性 指计算机的使用效率。 A=MTBF/(MTBF+MTRF) 可靠性R、可维护性S和可用性A，称为RAS技术 本章重点 冯·诺依曼机器的硬件组成： 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 计算机系统的多层次结构： 数字逻辑电路层、控制层、机器语言层、操作系统层、汇编语言层、高级语言层、应用语言层 计算机的主要性能指标： 基本字长、存储容量、运算速度、吞吐量、响应时间、资源利用率、可靠性、可维护性、可用性 作业，P14－－1，2，3, 4 练习 1．推动计算机系统结构发展的主要动力是( )的发展 A．器件 B. 应用 C.软件 D．计算机组成 2．完整的计算机应包括( ) 。 A.运算器、存储器、控制器 B.外部设备和主机 C.主机和实用程序 D.配套的硬件设备和软件系统 3．目前的计算机，从原理上讲______。 A.指令以二进制形式存放，数据以十进制形式存放 B.指令以十进制形式存放，数据以二进制形式存放 C.指令和数据都以二进制形式存放 D.指令和数据都以十进制形式存放 4．存储______并按______顺序执行,这是冯?诺依曼型计算机的工作原理。 A D 程序 地址 C * * * 计算机组成与结构 第1章 计算机系统概述 Computer Organization and Architecture 方淼 东北大学秦皇岛分校 第1章 计算机系统概述 1.1 计算机的发展 1.2 计算机系统组成 1.3 计算机系统的层次结构 1.4 计算机系统结构 1.5 计算机系统性能分析 学习目标 了解计算机的发展； 理解计算机的技术指标； 掌握冯诺依曼机的特点； 掌握计算机的硬件组成； 掌握计算机系统的多级层次结构； 1.1 计算机的发展 1.计算机的发展概况 1）在逻辑器件方面： 电子管、继电器存储 晶体管、磁介质存储 集成电路、多层印刷电路 大规模和超大规模集成电路、半导体存储器 VLSI、高密度、高速度处理机、存储器芯片 1.1 计算机的发展（续） 1.计算机的发展概况 2）在存储设备方面，主存储器从磁鼓、磁芯发展到现在的半导体存储器，辅助存储器从磁盘、磁带发展到光盘存储器等。 3）在器件更新的同时，计算机的系统结构也在不断地改进。许多新的概念不断产生，新的组成方式不断得以实现。 单个CPU组成的单机系统 流水线机 大规模的并行处理机 多处