# 《计算机组成原理》尹乾 (February 21, 2023)

#### 学习目的
计算机的硬件组成

+ 五大组成部件：控制器（CPU）、运算器（CPU）、存储器、输入设备、输出设备

掌握计算机的运行原理

+ 计算机如何执行机器语言程序

理解现代计算机中的一些核心技术

+ 流水、并行、Cache

提高程序设计能力

培养计算机设计能力

---

本课程作为软硬件中间

---

第一章

#### 1.1 计算机发展历程
原始计算工具

机械式计算机

机电式计算机

现代计算机

#### 1.2 计算机系统组成
#### 1.3 计算机系统层次结构
#### 1.4 计算机系统性能评价
##### 非时间类指标
机器字长、总线（数据总线）宽度、主存容量与存储带宽、CPU内核数

##### 时间指标
+ 主频、时钟周期、外频、倍频
+ CPI：clock cycles per instruction
+ IPC：instructions per clock cycle — 强调并行
+ MIPS / MFLOPS
+ CPU时间

##### 基准测试程序
综合型测试程序/定点运算性能测试/浮点运算性能测试/数据库性能测试/并行运算测试

---

### 第二章 计算机数据表示
将数据按照某种方式组织，以便机器硬件能直接识别和使用

数据表示考虑因素

+ 数据的类型
+ 表示的范围和精度
+ 存储和处理的代价
+ 软件的可移植性

二进制

+ 原码 —— 小数的尾数部分
+ 反码
+ 补码 —— 利用取模
+ 移码