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【计算机组成原理】计算机的性能指标、数据的表示和运算、BCD码和余3码

news 2026/2/7 20:27:08

计算机组成原理(二)

计算机的性能指标:

存储器的性能指标：

存储器中，MAR为存储单元的个数

MDR为机械字长也就是存储单元的长度

存储器的大小=MAR*MDR

n为二进制位能表示出几种不同的状态呢？

2的n次方种不同的状态

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CPU的性能指标：

下面的周期就是时间，主频相当于频率

CPU主频：CPU内数字脉冲信号振荡的频率

CPU时钟周期的单位为微妙和纳秒

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CPU主频=1/（CPU时钟周期）

CPI为执行一条指令所需的时钟周期

执行一条指令的耗时=CPI*CPU时钟周期

例如：

Eg:某CPU主频为1000Hz，某程序包含100条指令，平均来看指令的CPI=3.
该程序在该CPU上执行需要多久?

100 *3 *（1/1000）=0.3s

IPS：每秒执行多少条指令 IPS=主频/平均CPI

系统整体的性能指标：

数据通路带宽：

数据总线一次所能并行传送信息的位数

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吞吐量:指系统在单位时间内处理请求的数量。
它取决于信息能多快地输入内存，CPU能多快地取指令，数据能多快地从内存取出或
存入，以及所得结果能多快地从内存送给- - 台外部设备。这些步骤中的每- -步都关系
到主存，因此，系统吞吐量主要取决于主存的存取周期。
响应时间:指从用户向计算机发送-一个请求，到系统对该请求做出响应并获得它所需
要的结果的等待时间。
通常包括CPU时间(运行一个程序所花费的时间)与等待时间(用于磁盘访问、存储
器访问、/0操作、操作系统开销等时间)。

数据的表示和运算：

进位计数制：

常见的进制分为：

二进制、八进制、十进制、十六进制

各个进制表示的数字：

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二进制：

二进制用0or1来表示

可以使用两个稳定状态的物理器件表示
0和1正好对应逻辑值假、真。方便实现逻辑运算。
可很方便地使用逻辑门电路实现逻辑运算

二进制与八进制or十六进制互相转换：

二进制的3位，范围是0—7,就相当于八进制的一位

因此2进制中每三位就相当于八进制中的一位

二进制的4位，范围是0—15,就相当于十六进制的一位

因此2进制中每四位相当于十六进制一位

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$[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-sFS9XucG-1678588236943)(C:\Users\小卢\Documents\Tencent Files\2783346860\FileRecv\MobileFile\IMG_7978.PNG)]$

BCD码（8421码）：

二进制：0、1

8421码的范围为0000~1001

而1010~1101没有定义

8421码的映射关系：

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当十进制5+8=13，用8421码来定义如何写呢？13的二进制超过了1001

5:0101 8:1000

5+8=0101+1000=1101

1101+0110=10010（取后四位0010，来表示13）

余3码：

8421码+0011

1101+0110=10010（取后四位0010，来表示13）

余3码：

8421码+0011

在这里插入图片描述

计算机组成原理(二)

计算机的性能指标:

存储器的性能指标：

CPU的性能指标：

系统整体的性能指标：

数据的表示和运算：

进位计数制：

二进制与八进制or十六进制互相转换：

BCD码（8421码）：

余3码：

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