1、冯诺依曼提出了存储程序原理和存储程序数字计算机,
其中存储程序原理:将事先设计好,用以描述计算机解题过程的程序如同数据一样,采用二进制形式存储在机器中,计算机在工作时高速地从机器中逐条取出指令加以执行。
冯诺依曼计算机框架如下所示:
2、计算机有两种不同的性能,一是响应时间,即完成单个任务所需的总时间,二是
吞吐率,单位时间内所完成的任务总量;
将计算机中的处理器更换为更高速的型号,能够缩短响应时间;增加多个处理器来
分别处理独立的任务,如搜索万维网,能够增大吞吐率。
计算机的性能:1/响应时间
处理器时间往往被多个程序共享,因此用户感受到的程序执行时间并不仅仅是程序真正的执行时间。
系统响应时间(用户感受到的)包括:CPU执行时间(CPU真正花费在程序执行上的时间)以及其他时间。
CPU执行时间包括:
用户CPU时间:用来执行用户代码的时间
系统CPU时间:为执行用户程序而需运行一些操作系统代码的时间。
其他时间:等待I/O操作完成或CPU花在其他用户程序的时间。
因此,计算机系统性能≠CPU性能,
系统性能=1/系统响应时间
CPU性能=1/用户CPU时间
时钟周期是硬件时钟所产生的离散时间间隔,计算方法:
时钟周期=1/时钟频率
CPU执行时间=一个程序的CPU时钟周期数/时钟频率
其中,一个程序的CPU时钟周期数=程序的指令数*每条指令的平均时钟周期数(CPI)
Amdahl定律:
改进后的执行时间=受改进影响部分的执行时间/改进提高的倍数+不受影响的执行时间