微型计算机原理及应用
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1.4微型计算机常用术语及性能指标

本节以衡量计算机工作性能为出发点,主要介绍计算机硬件常用的术语及性能指标参数

1.4.1常用术语

(1)位

位(bit)是计算机所能表示的最小数据单位,即一个二进制数值位(其值只能为0或1)。对于8位二进制数,可计作8bit或8b。

(2)字节

字节(Byte)由8个二进制位组成,字节的单位可用Byte或B表示,即1Byte=8bit。在计算机中存储器的容量通常是以字节为单位来度量的。

(3)字长

字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的位数,字长越长,计算精度越高。

字长通常取决于微处理器内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度。微处理器的字长有8位、16位、32位和64位。

(4)主频

主频也称为时钟频率(工作频率),用来表示微处理器的运行速度。一般说来,一个时钟周期完成的操作是固定的,所以主频越高,表明微处理器运行越快,主频的单位是MHz。通常说的赛扬433、PIII 550都是指CPU的主频而言的。

(5)外频与倍频系数

外频就是系统总线的工作频率,外频单位为MHz;倍频系数是微处理器的主频与外频之间的相对比例系数。

早期微处理器的主频与外部总线的频率相同,从80486DX2开始,则有:

主频=外部总线频率×倍频系数

外频越高,说明微处理器与系统内存数据交换的速度越快,因而,微型计算机的运行速度也越快。

通过提高外频或倍频系数,可以使微处理器工作在比标称主频更高的时钟频率上,这就是所谓的超频。

(6)MIPS

MIPS(Millions of Instruction Per Second)用来表示微处理器的性能,即每秒钟能执行多少百万条指令。

由于执行不同类型的指令所需时间长度不同,所以MIPS通常是根据不同指令出现的频度乘以不同的系数求得的统计平均值。

主频为25MHz的80486,其性能大约是20MIPS;主频为400MHz的Pentium II的性能为832 MIPS。

(7)iCOMP指数

iCOMP指数是Intel公司为评价其32位微处理器的性能而编制的一种指标,它是根据微处理器的各种性能指标在微型计算机中的重要性来确定的,iCOMP指数包含的指标有整数数学计算、浮点数学计算、图形处理以及视频处理等,这些指标的重要性与它们在应用软件中出现的频度有关,所以,iCOMP指数说明了微处理器在微型计算机中应用的综合性能。

(8)微处理器的生产工艺

在硅材料上生产微处理器时内部各元器件间连接线的宽度,一般以μm为单位,其数值越小,生产工艺越先进,微处理器的功耗和发热量越小。

目前微处理器的生产工艺已经达到0.13μm以下。

(9)微处理器的集成度

微处理器的集成度指微处理器芯片上集成的晶体管的密度。最早的Intel 4004的集成度为2250个晶体管,而Pentium III的集成度已经达到750万个晶体管以上,集成度提高了3000多倍。

1.4.2性能指标

从硬件的角度来说,微型计算机的主要性能参数如下。

1)CPU字长:指处理器内寄存器、运算器等部件同时处理二进制数据的宽度。

2)CPU速度:指计算机每秒钟所能执行的指令(如加法指令)条数。

3)主存容量与存取速度:主存容量指计算机主存中能够存储字节数据的多少;存取速度是指存储器一次读写操作所需要的时间。

4)高速缓冲存储器缓存性能:缓存可以提高CPU的运行效率,由CPU内置的缓存一级缓存)和外加的缓存(二级缓存)组成,其容量可为几百个千字节以上,存取速度应与CPU主频匹配。

5)硬盘存储器性能:硬盘存储器的主要技术指标为存储容量和平均访问时间。

6)系统总线的传输速率:指每秒传输二进制数据的字节数,以MB/s为单位。

7)系统的可靠性:指系统的平均无故障时间和平均故障修复时间。

综合评测微型计算机系统性能是一项复杂的工作,因为还涉及所运行的软件等方面,这里就不再详述。