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計算機:abstractions&technology (計算機組織隱含理念 (效能提升方式 (預測 (假設前提 (預測錯誤補救代價問題,…
計算機:abstractions&technology
事前名詞須知
Computer Architecture
實踐功能行為
支援操作種類
資料型態大小
可視的 :eye:
Computer Organization
實踐結構性關係
Interface:對接IO設備
時脈
記憶體技術應用
不可視的 :eyeglasses:
計算應用種類
早期
個人主機
使用第三方軟體(任務功能)
行為
任務高效處理
低代價
伺服器
透過網路存取
成本與容量範圍
計算強度
Supercomputer
強大的計算
數萬processors
Terabytes memory
高浮點數運算
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Low-end Server
可個人獨立製作
用途
冷錢包
小型商業用途
1 more item...
目標客戶取向
硬體設計概念同源PC
確定開發前提
風險 :arrow_down:
穩定性 :arrow_upper_right:
優化
IO 容量
資料儲存
計算
預期
0....* pakages
0....* cliens
客戶系統系統
功能特化開發
特質增幅
特定功能
調整
客製化
開發依據
其他資源
模擬系統
資料庫
軟體
客製化
高工作負載
多數微功能運作
單一複雜運用
嵌入式計算機
計算機占率之最
應用與效能範圍
客製化
軟硬體整合
嵌入應用
低耗能的效能達成
使用者面向
簡易操作
低使用門檻
錯誤低容忍
配合
低耗能
有限硬體
使用者體驗
Redundency支援
嵌入式系統
資料分散與備份
風險分散
後電腦時期
個人移動設備
支援第三方軟體
雲計算
Warehouse scale computers
資源中心
軟體服務化 Saas
雲端服務
軟體與資料傳遞
客戶端運作
極小程式
案例
網頁搜尋
區域網
計算機組織隱含理念
摩爾定律
積體電路雙倍成長
18-24/月
抽象化
模型表示
細節隱藏
描述統一
多層面呈現
常態案例快速處理
常態 > 極端
速度
效能成長
效能提升方式
平行處理
pipeline
預測
假設前提
預測錯誤補救代價問題
預測準確率問題
記憶體階層
快少貴
可靠度提升方式
redundancy
接管錯誤發生
協助錯誤偵測
風險分散
單一資料切割化
資料備份
計算機五大元件
input device
outpur device
memory
Processor
datapath
control
組織獨立於硬體
資料儲存
揮發姓
non-volatile
硬碟
flash memory
移動裝置配備
電力維持資料
volatile
SRAM
DRAM
主次等級
Primary memory
分布主機板
DRAM
儲存運運作中程式
Second memory
non-volatile
硬碟
flash memory
儲存程式與資料
晶片生產代價
良率 = 1 / (1 + (defects per area * die area / 2) ) ^ 2
效能
定義
參考數值
Response time
委託到結束的時長
全因素包含
io
cpu
memory
user experience
throughput
work per time
CPU time
User CPU time
使用者委託命令執行時間
一般程式碼
System CPU Time
系統協作時間
資源分配
資源搶奪
single performance
複數比較
Pa / Pb = Tb / Ta
1 / executation time
system performance
unloading system環境下
instuction count
指令集指令相同
程式可跨平台執行
組合語言量
計算法
前提
time basic
same program
只考慮CPU
program per clock cycles * clock cycles
trade-off問題
program per clock cycles
clock cycles
clock時間刻，處理有限
instruction出發
CPI
平均值
ISAsumc
硬體比較
指令集
instruction in one program * cycle per instruction
標竿
標竿程式
SPECratio
幾何平均
suite
TOP500 GFLOW
SPEC
硬體商協會
suite
套組
serial programs
評估報告
Worklaoding
a set of programs
大眾軟體
軟體使用頻率為權重
user 體驗