Amdahl's Law(阿姆达尔定律)

提升一个系统的一个部分的性能对整个系统有多大影响。这一观察被称为Amdahl's Law(阿姆达尔定律):

(注:这里的系统,可指计算机系统或别的什么系统)

当提升系统的一部分性能时,对整个系统性能的影响取决于:

1、这一部分有多重要

2、这一部分性能提升了多少。

假设原来在一个系统中执行一个程序需要时间 T\_{old} ,其中某一个部分占的时间百分比为 \alpha ,然后,把这一部分的性能提升 k 倍。即这一部分原来需要的时间为 \alpha T\_{old} ,现在需要的时间变为 (\alpha T\_{old})/k 。则整个系统执行此程序需要的时间变为:

T\_{new}=(1-\alpha)T\_{old} + (\alpha T\_{old})/k =T\_{old}\[(1-\alpha) + \alpha /k\]

故可得,系统性能提速的倍数为: S=\frac{1}{(1-\alpha)+\alpha/k}

RISC VS CISC

CISC的英文全称为“Complex InstrucTIon Set Computer”,即“复杂指令系统计算机”

RISC的英文全称为“Reduced InstrucTIon Set Computer”,即“精简指令集计算机”

内存容量为4GB,即内存单元的地址宽度为32位。

字长为32位即要求数据总线的宽度为32位

数据总线

(1) 是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道。

(2)数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。

(3)每条传输线一次只能传输1位二进制数据。eg: 8根数据线一次可传送一个8位二进制数据(即一个字节)。

(4)数据总线是数据线数量之和。

地址总线

(1)CPU是通过地址总线来指定存储单元的。

(2)地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小。eg: 10根地址线能访问的最大的内存为1024位二进制数据(1024个内存单元)(1B)

(3)地址总线是地址线数量之和。

控制总线

(1)CPU通过控制总线对外部器件进行控制。

(2)控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

(3)控制总线是控制线数量之和。

最后总结如下: 地址总线的宽度决定CPU的寻址能力; 数据总线的宽度决定CPU与其他元器件一次最大传送的数据量; 控制总线决定CPU对其他元器件的控制能力。

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