计算机组成原理知识二

ISA & RISC

ISA，Instruction Set Architecture，指令集体系结构。

/ˈɑːrkɪtektʃər/

1，ISA 位于软件与硬件的交互面上，是计算机系统的重要组成部分。

2，ISA 描述了低级程序员所看到的计算机的主要特性和功能。

3，程序员可见寄存器的长度、功能与编号是 ISA 的重要组成部分，它们直接影响了程序的编写与执行。

相关的，精简指令集(计算机)，RISC，Reduced Instruction Set Computer.

常用 $2^x$ 表

以下是常用 $2^x$ 的表格：

$x$	$2^x$
0	1
1	2
2	4
3	8
4	16
5	32
6	64
7	128
8	256
9	512
10	1,024
11	2,048
12	4,096
13	8,192
14	16,384
15	32,768
16	65,536
17	131,072
18	262,144
19	524,288
20	1,048,576

相关概念

• 主频（CPU 时钟频率）

机器内部主时钟的频率

• CPI : Cycle Per Instruction

执行一条指令所需的时钟周期数

• CPU 执行时间

CPU 执行时间 = 程序所需 CPU 时钟周期数 / 主频 = （指令条数 $\times$ CPI）/ 主频

• MIPS : Million Instructions Per Second

每秒执行多少百万条指令

• MFLOPS : Million Floating-point Operations Per Second

每秒执行多少百万次浮点运算 $10^6$

• GFLOPS : Giga Floating-point Operations Per Second

每秒执行多少十亿次浮点运算 $10^{9}$

• TFLOPS : Tera Floating-point Operations Per Second

每秒执行多少万亿次浮点运算 $10^{12}$

PFLOPS : $10^{15}$ ；EFLOPS : $10^{18}$ ；ZFLOPS : $10^{21}$

• Benchmarks，基准程序

专门用来进行性能评价的一组程序，能够很好的反应机器在运行实际负载时的性能。