1、第 1 章 计算机系统结构的基本概念 1.1 计算机系统结构简介第 1 章 计算机系统结构的基本概念 计算机性能1. 提高处理机运算速度： MIPS Fz IPC其中 : Fz为处理机的工作主频IPC(Instruction Per Cycle)为每个时钟周期平均执行的指令条数。提高 IPC： 依靠先进系统结构过去，几个或几十个周期完成一条指令现在，一个周期完成几条指令。提高 Fz： 缩短门电路延迟，依靠技术进步流水线技术等，依靠先进系统结构从指令串行执行，到 P4的 20级流水线。第 1 章 计算机系统结构的基本概念 第 1 章 计算机系统结构的基本概念 2. 计算机性能提高的几个阶段20世
2、纪 70年代末之前，大型机和小型机计算机性能 每年提高 25%30%。20世纪 80年代初，出现微处理机，依靠集成电路技术，性能 每年提高 35%20世纪 80年中期，出现 RISC技术、高级语言和操作系统等，性能 每年提高 50%1995年， 先进系统结构 对微处理器性能的贡献是单纯技术进步的 5倍。3. 近几年及将来，计算机性能按摩尔定理发展。4. 计算机系统的设计者们要不断创新 。第 1 章 计算机系统结构的基本概念 1、虚拟计算机定义： 从不同角度所看到的计算机系统的属性是不同的。虚拟计算机指通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的，运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统。 主要观察角度
3、包括：应用程序员系统程序员硬件设计人员对计算机系统的认识通常只需要在某一个层次上第 1 章 计算机系统结构的基本概念 虚拟计算机系统第 1 章 计算机系统结构的基本概念 2、 计算机系统的 层次结构 计算机系统可分为 7个层次 第 3级至第 6级由 软件实现 ,称为 虚拟机。 从学科领域来划分：第 0级和第 1级属于 计算机组成原理；第 2级属于 计算机系统结构；第 3至第 5级属于 系统软件；第 6级属于 应用软件； 它们之间有交叉例如：第 3级必须依赖第 4级和第 5级来实现。第 1 章 计算机系统结构的基本概念 计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构第 1 章 计算机系统结构的基本概念 计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构第 1 章 计算机系统结构的基本概念 虚拟机 ： 由软件实现的机器。语言实现的两种基本技术 翻译 ： 先把 N+1级程序全部变换成 N级程序后，再去执行新产生的 N级程序，在执行过程中N+1级程序不再被访问。 解释 ： 每当一 条 N+1级指令被译码后，就直接去执行一串等效的 N级指令，然后再去取下 一条 N+1级的指令，依此重复进行。解释执行比翻译花的时间多，但存储空间占用较少。
