一、計算機系統概述
計算機系統的多層次結構
微程序設計級、一般機器級、操作系統級、匯編語言級、高級語言級。
硬件：
第1級：微程序機器層M0（微指令系統），由硬件直接執行微指令
第2級：傳統機器M1（機器語言機器），用微程序解釋機器指令
軟件：
第3級：虛擬機器M2（操作系統機器），用機器語言解釋操作系統
第4級：匯編語言M3（匯編語言機器），用匯編程序翻譯成機器語言程序
第5級：虛擬機器M4（高級語言機器），用編譯程序翻譯成匯編語言程序
馮·諾依曼機
基本工作方式：控制流驅動方式；
最根本的特征：采用“存儲程序”原理，即按地址訪問並順序執行指令；
指令和數據均以二進制形式存放在存儲器中；
CPU區分依據是：指令周期的不同階段。
馮·諾依曼計算機：以運算器為中心
現代的計算器：以存儲器為中心
5大部件：存儲器、運算器、控制器、輸入設備、輸出設備（適配器）
三大部分：CPU（運算器、控制器）、I/O設備（輸入設備、輸出設備）、主存儲器
哈佛結構
將指令和數據放在兩個獨立的存儲器，允許在一個機器周期內同時獲得指令和操作數，提高了執行速度。
計算機性能指標
機器字長：
1、CPU一次能處理數據的位數。
通常與CPU的寄存器位數有關。字長越長，精度越高。
2、機器的字長也會影響機器的運算速度。
字長較短，運算位數多，可能需要多次運算才能完成。
3、對硬件造價有影響。
直接影響ALU、數據總線以及存儲字長的位數。
存儲容量：
主存容量、輔存容量
運算速度：
吞吐量和響應時間
主頻和CPU時鍾周期
CPI：執行一條指令所需的時鍾周期數。
CPU執行時間：指運行一個程序所花費的時間。取決於：1、主頻；2、CPI；3、指令條數
MIPS：每秒執行多少百萬條指令。
MFLOPS：每秒執行多少百萬次浮點運算。（標志系統性能最有用參數）
GFLOPS：每秒執行多少十億次浮點運算。
TFLOPS：每秒執行多少萬億次浮點運算。