先问完成的是什么任务
比较性能要基于相同任务与明确指标。每秒时钟次数不能直接等同于每秒完成的指令条数。
1.4 · 建议 12 分钟
主频更高，一定算得更快吗
比较同一任务的两种执行方案，认识主频、指令数和平均周期数。
教材定位：纪禄平等《计算机组成原理》第 6 版，1.4，第 25—28 页（书内印刷页码）。
学习顺序：会乘除和单位换算即可；知道中央处理器的作用。
学习顺序：会乘除和单位换算即可；知道中央处理器的作用。
先读懂，再操作
从这个问题开始：程序执行时间由哪些量共同决定？
把执行时间拆成两步
先用指令总数乘平均每条指令的周期数，得到总周期数；再除以每秒的周期数，得到执行秒数。
性能不止一个数字
基本字长描述一次定点运算的数据位数；容量描述能存多少；吞吐率描述单位时间处理多少；响应时间描述等待多久；功耗描述消耗功率。
本页小词典 · 遇到生词可以回来看
- 主频
- 处理器时钟每秒的周期数；GHz 表示每秒十亿个周期。
- 时钟周期
- 相邻时钟节拍之间的时间间隔。
- 平均每条指令周期数
- 常简称 CPI，等于总时钟周期数除以指令总数。
- 吞吐率
- 单位时间完成的工作量或传送的数据量。
动手观察：主频更高，一定算得更快吗
动态图解 · 分步学习演示范围使用简化的教学数据逐步说明原理，具体部件的电路实现留到后续章节。
带着问题再试一次
- 保持默认参数，解释为什么主频较低的乙反而更快。
- 保持指令数和平均周期不变，只把甲主频翻倍，时间怎样变化？
由易到难 · 做完再看解释
分层练习
从基础识记走向理解应用和迁移挑战。选择、填写或先写下自己的解释，答错可以重新尝试。
第 1 层 · 基础
0 / 2 完成先认清关键概念
确认名词、对象和基本分工。
第 2 层 · 理解
0 / 2 完成把概念用到具体过程
根据案例中的步骤计算或判断。
第 3 层 · 挑战
0 / 2 完成迁移到新的情境
解释原因，并把本节方法用于不同任务。
本节知识清单与课堂延伸
平均每秒执行指令数简称 IPS，MIPS 表示每秒百万条指令；每秒浮点运算次数简称 FLOPS。不同指令集合或任务间，不能仅靠指令速率直接下结论。
主频与外频、倍频有关；存储容量、输入输出能力和功耗也须结合使用场景评价。本例只计算处理器执行时间，不包含等待磁盘和网络的时间。
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