一.主频和CPU时钟周期
1.CPU时钟周期
通常为节拍脉冲或T周期,即主频的倒数,它是CPU中最小的时间单位,每个动作至少需要一个时钟周期。
2.主频(CPU时钟频率)
机器内部主时钟频率,是衡量机器速度的重要参数。主频的倒数是CPU时钟周期。对于同一个型号的计算机,其主频越高,完成指令的一个执行步骤所用时间越短,执行指令的速度越快。
注意:CPU时钟周期=1/主频,主频通常以MHz(兆赫兹)为单位,1Hz表示每秒一次。
二.CPI(Clock cycle Per Instruction)
即执行一条指令所需的时钟周期数。
三.CPU执行时间
指运行一个程序所花费的时间。
CPU执行时间=CPU时钟周期数/主频=(指令条数*CPI)/主频
上式表明,CPU的性能(CPU执行时间)取决于三个要素:1.主频(时钟频率);2.每条指令执行所用的时钟周期数(CPI);3.指令条数。
四.MIPS,MFLOPS,GFLOPS,TFLOPS
MIPS(Million Instruction Per Second),即每秒钟执行多少百万条指令。MIPS=指令条数/(执行时间*10^6)=主频/CPI
MFLOPS(Mega Floating-point Operations Per Second),即每秒执行多少百万次浮点运算。MFLOPS=浮点操作次数/(执行时间*10^6)
GFLOPS(Giga Floating-point Operations Per Second),即每秒执行多少十亿次浮点运算。GFLOPS=浮点操作次数/(执行时间*10^9)、
TFLOPS(Tera Floating-point Operations Per Second),即每秒执行多少万亿次浮点运算。TFLOPS=浮点操作次数/(执行时间*10^12)
五.什么是透明性?透明是指什么都能看见吗?
在计算机领域中,站在某类用户的角度,若感觉不到某个事物或属性的存在,即“看”不到某个事物或属性。则称为“对该用户而言,某个事物是透明的”。这与日常生活中的“透明”概念(公开,看得见)正好相反。
例如,对于高级语言的程序员来说,浮点数格式,乘法指令等这些指令的格式,数据如何在运算器中运算都是透明的;而对于机器语言或者汇编语言程序员来说,指令格式,机器结构,数据格式等则不是透明的。
在CPU中,IR,MAR和MDR对各类程序员都是透明的。