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系列文章目录
本系列博客重点在深圳大学计算机系统（3）课程的核心内容梳理，参考书目《计算机组成与设计》（有问题欢迎在评论区讨论指出，或直接私信联系我）。
第一章 计算机组成与设计01——计算机概要与技术
梗概
本篇博客主要介绍深入计算机组成与设计全书的核心内容，以及书目第一章计算机概要与技术的相关知识。
一、本课程内容
二、计算机系统结构的8个伟大思想
1.摩尔定律
Tip：设计时要考虑之后（上市时）的集成电路情况
2.抽象简化
3.加速大概率事件
核心：若代码不断迭代使用，对大概率事件（重要程序）优化工作很有必要
4.抽象——简化设计
5.API vs. ABI
6.ICs制造
图案化切块后多次测试目的：提高空白晶圆的面积使用率
7.计算机的效率
计算机的效率与响应时间和吞吐率有关。
响应时间 （执行时间）：计算机完成某任务所需的总时间
吞吐率 （带宽）：单位时间内完成的任务数
例如, 任务数/事务数/… 每小时
如何正向影响响应时间和吞吐率
1.将处理器更换为更高速的型号
2.增加多个处理器分别处理独立的任务
Tips:我们重点关注响应时间…
总的响应时间包括所有方面（CPU时间也在内）： 处理, I/O操作, OS 开销, 空闲时间
时钟周期时间 = 1/时钟频率
时钟周期: 计算机一个时钟周期的时间 例如, 250ps = 0.25ns = 250×10–12s
时钟频率: 每秒钟的时钟周期数 例如, 4.0GHz = 4000MHz = 4.0×109Hz
样例如下：
8.指令数和 CPI
8.1 CPI
CPI (Clock cycle per instruction): 每条指令所需的时钟周期数的平均值
Tips：一个程序的指令数取决于程序, ISA 和编译器
平均每条指令的时钟周期数（CPI）
由 CPU 硬件确定
如果不同指令有不同的CPI，那么平均CPI受整个指令集的影响
Tips：根据CPU的时间比可以推导出执行时间（效率）之比
8.2 复杂CPI
如果一指令序列有n种不同类型指令，各需不同的时钟周期数（对应CPI定义），那么
样例如下：
8.3 性能度量
样例如下（n核并非相对单核有n倍提升，其中有损耗）：
9.功耗趋势
基于 CMOS 集成电路技术的每个晶体管的功耗如下：
Tips：功耗与电容、电压、开关频率均成正比（不能无限降低 公式了解即可）
10.一些陷阱
10.1 改进（需求分析）
例子: 一个程序运行需100秒，乘法操作占80秒
若把程序运行速度提高到5倍，乘法操作的速度该改进多少？
10.2 功耗与利用率
谬误: 利用率低的计算机功耗低
10.3 MIPS
MIPS为超级计算机，每秒百万条指令，由于无法解释计算机之间指令集的差异与指令之间复杂性的差异，所以不能单一地作为性能指标。
总结
以上便是全书核心内容归纳及第一章——计算机概要与技术的核心知识。在第一章中，主要以计算机系统结构中的8个设计思想、计算机效率与功耗的介绍为主。