Lec1 绪论
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引入
- 冯诺依曼架构：指令和数据都放在同一内存中，处理器按“取指、译码、执行”的循环工作。
- 哈佛架构：指令存储和数据存储分离，通常总线也分离，可并行取指和访存
计算系统的分类：桌面计算（PC）、服务器、嵌入式计算机（国内和PC近似）、移动设备、超算
Flynn分类法：按指令流和数据流方式划分为xI（指令）xD（数据）四类，其中x可取S（single）或M（multiple）。现实中常见为SIMD和MIMD。
什么是计算机性能？ 从不同角度有不同指标，分为响应时间和吞吐率两大类。可以用时间一个指标表示性能（performance），定义性能为 1/执行时间（execution time）。
什么是执行时间？ 执行时间包括CPU时间、IO时间、空等的时间等，最主要的是CPU执行时间。用户的CPU时间只决定于程序本身，而系统CPU时间和编译系统有关。本课程的目标即减少系统的CPU执行时间。
发展趋势：
- 性能发展趋势：1986年出现流水线，之后稳定上升后减缓；2005年出现多核，重新开始稳定上升。
- 成本发展趋势：之前，硬件成本下降、软件成本上升（软件变复杂），硬件发展快于软件。未来可能出现AI专用硬件等，硬件成本可能上升。
公式
单位换算：（从小到大）KB、MB、TB、GB、PB
怎么计算CPU执行时间？ 从CPU时钟角度看，CPU执行时间 = CPU时钟周期时间*时钟周期数 = 时钟周期数/时钟频率；进一步从指令角度看，时钟周期数 = 指令总数（IC）*每条指令的CPU时钟数（CPI）。可将指令分类计算CPI。