易混淆概念

一、各种周期

• 各种周期
• 存取周期又叫读取周期或访问周期，是指存储器进行两次独立的存储器操作(连续两次读或写操作)所需的最小间隔时间
• 时钟周期是计算机操作的最小单位时问,由计算机的主频确定,是主频的倒数。
• 工作脉冲是控制器的最小时间单位,起定时触发作用,一个时钟周期有一个工作脉冲。
• 指令周期则可由多个CPU 周期组成。
• CPU 周期,即机器周期,包含若干时钟周期。CPU 访问一次内存所花的时间较长,因此通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定 CPU 周期

二、字长

• 存储字长：指一个存储单元所包含的二进制位数。等于MDR的位数。
• 机器字长：也叫计算机的位数（简称字长）是计算机一次能处理的二进制位数。例：一个8位的计算机系统以16位来表示地址，则计算机系统2^16个地址空间（那个8位指的就是机器字长一次能处理8位二进制数）ALU和通用寄存器一定和机器字长相等
• 数据字长是数据总线一次能并行传送信息的位数。
• 指令字长： 一个指令字中包含的二进制代码的位数 。
• 指令字长，机器字长，存储字长都必须是字节的整数倍。
• 数据总线的位数与处理器的位数相同，它表示CPU一次能处理的数据的位数，即CPU的位数。

三、CPU性能

• 平均指令执行速度就是每秒多少条指令，例如0.4MIPS
• 平均指令周期就是执行一条指令所需要的时间

四、按边界对齐存放

• 对于32位int的32/8=4，所以存放int的首地址得是4的整倍数
• 对于16位short的18/8=2，所以存放short的首地址得是2的整倍数……

五、浮点数和定点数都会产生溢出的

• 浮点数的溢出判断：阶码$[j]_\text{补}$ = 01，xxxx表示上溢；阶码$[j]_\text{补}$ = 10，xxxx表示下溢，按机械零处理。
• 定点数就按单符号位，双符号位判断

六、计算

• 存储容量 = 存储字数 x 字长（ 如 1M x 8 位 ）。单位换算 ： 1B（ Byte, 字节 ）= 8b（ bit,位）。存储字数表示存储器的地址空间大小，字长表示一次存取操作的数据量。
• 存储速度：数据传输率 = 数据的宽度/存储周期。
• ① 存取时间（ Ta ）：存取时间是指从启动一次存储器操作到完成该操作所经历的时间，分为读出时间和写入时间 。
• ② 存取周期（Tm）：存取周期又称读写周期或访问周期。它是指存储器进行一次完整的读写操作所需的全部时间，即连续两次独立访问存储器操作（ 读或写操作 ）之间所需的最小时间间隔。
• ③ 主存带宽（B m ）：主存带宽又称数据传输率，表示每秒从主存进出信息的最大数量，单位为字/秒 、字节/秒（ B/s ）或位/秒（ b/s ）
• 存取时间不等于存储周期，通常存储周期大于存取时间。这是因为对任何一种存储器，在读写操作之后，总要有一段恢复内部状态的复原时间。对于破坏性读出的存储器，存取周期往往比存取时间大得多，甚至可达Tm=2Ta,因为存储器中的信息读出后需要马上进行再生。
• Cache主存系统的效率e = 访问Cache的时间/平均访存时间

七、总线

• 总线传输周期。指一次总线操作所需的时间，包括申请阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段。总线传输周期通常由若干总线时钟周期构成。
• 总线时钟周期。即机器的时钟周期。计算机有一个统一的时钟，以控制整个计算机的各个部件，总线也要受此时钟的控制。
• 总线工作频率。总线上各种操作的频率，为总线周期的倒数。实际上指1秒内传送几次数据。若总线周期=N个时钟周期，则总线的工作频率=时钟频率/N。
• 总线时钟频率。即机器的时钟频率，它为时钟周期的倒数。
• 总线宽度。又称总线位宽，它是总线上同时能够传输的数据位数，通常指数据总线的根数，如32根称为32位总线。
• 总线带宽。可理解为总线的最大数据传输率，即单位时间内总线上最多可传输数据的位数，通常用每秒传送信息的字节数来衡量，单位可用字节/秒(Bs)表示。总线带宽=总线工作频率×（总线宽度/8）。
  注意：总线带宽和总线宽度应加以区别。
  三者关系：总线带宽=总线宽度×总线频率。
  例如，总线工作频率为22MHz,总线宽度为16位，则总线带宽=22×(16/8)=44MB/S。
• 总线复用。总线复用是指一种信号线在不同的时间传输不同的信息，因此可以使用较少的线传输更多的信息，从而节省空间和成本。
• 信号线数。地址总线、数据总线和控制总线3种总线数的总和称为信号线数。其中，总线的最主要性能指标为总线宽度、总线（工作）频率、总线带宽，总线带宽是指总线本身所能达到的最高传输速率，它是衡量总线性能的重要指标。

八、异常和中断

• 异常也称为内中断，是 CPU 执行一条指令时 ， 由 CPU 在其内部检测到的 、 与正在执行的指令相关的同步事件
• 中断也称为外中断，是一种典型的由外部设备触发的 、 与当前正在执行的指令无关的异步事件

九、翻译程序

• 汇编程序：将汇编语言程序翻译成机器语言程序
• 解释程序：将源程序中的语句按执行顺序逐条翻译成机器指令并立即执行
• 编译程序：将高级语言翻译成汇编语言或者机器语言程序

十、透明不透明

• cpu程序状态字寄存器、PC、基址寄存器、通用寄存器组对用户是不透明的
• MDR、MAR、IR对程序员是透明的