书名：计算机系统结构（第2版）pdf/doc/txt格式电子书下载

推荐语：

作者：陈智勇著

出版社：电子工业出版社

出版时间：2012-01-01

书籍编号：30466770

ISBN：9787121152764

正文语种：中文

字数：207976

版次：2

所属分类：教材教辅-大学

版权信息

书名：计算机系统结构（第2版）

作者：陈智勇

ISBN：9787121152764

版权所有 · 侵权必究

前言

实际应用对计算机系统高性能的要求、器件技术的迅速发展以及计算机软件技术的发展，加快了计算机系统结构的发展进程。新的系统结构技术不断涌现，并且很快被应用到新的计算机产品中。计算机系统结构的发展如此迅速，使得教材的编写很难反映计算机系统结构当前最新的发展状况。本书内容丰富、取材先进，在阐述基本原理的基础上，力图给出设计方法和实例，以帮助读者更好地理解一些比较抽象的概念。每章均有一定数量的例题和习题，书后附有习题的参考答案。

本书第一版于2004年由西安电子科技大学出版社出版，并被列为“面向21世纪高等学校计算机类专业系列教材”。该书已被许多学校选为教材，并于2006年获得省级优秀教材二等奖。为了跟踪和反映计算机技术的发展，结合本科生教学内容要求，以及同等学历人员申请硕士学位计算机科学与技术学科综合水平全国统一考试大纲和近几年的统考试题，在本书第一版的基础上主要进行了如下修改：

将第2章的退耦CISC/RISC体系结构由原来的Pentium Pro改为Core；在第3章中补充了虚拟地址到Cache地址的两种转换方法；在第4章中删除了重叠解释方式，补充了非线性流水线的优化调度方法、转移预测技术、超标量流水线的调度等内容；在第7章中修改了多处理机系统的分类方法，补充了各种多处理机和多计算机系统的存储器体系结构，以及并行计算机模型；在第8章中增加了硬件并行性与软件并行性的分析；将第9章的内容替换成了并行计算机系统结构新发展概述，内容包括多线程技术、单芯片多处理器技术、机群系统、网格计算和云计算等。

本书在编写上具有如下5个特色：第一，取材先进，在“流水线计算机设计技术”、“并行处理技术”、“多处理机”、“并行算法与并行编程基础”、“并行计算机系统结构新发展概述”等章节都引用了近几年国内外计算机系统结构方面比较成熟的研究成果和先进技术；第二，有较宽的课程教学适应面，教师可根据学生的学历层次和教学大纲要求选择不同的章节教学，同时本教材还可作为计算机系统设计、并行算法、并行程序设计等课程的教学参考书；第三，例题丰富，解题过程详细，思路清晰，有助于对基本理论、基本方法的理解；第四，各章后的习题均附有参考答案，有助于读者自学。第五，本书免费提供配套电子课件，可登录华信教育资源网下载（www.hxedu.com.cn）。

本课程应在“数字逻辑”、“计算机组成原理”、“汇编语言程序设计”、“高级语言程序设计”、“数据结构”等课程之后开设，可在“操作系统”、“编译原理”课程之后，或与它们同时开设。本书可作为高等学校计算机专业本科生的教材以及相关专业的研究生教材。本课程的参考教学时间为60学时，可根据实际情况选择部分内容学习。

本书的编写和出版得到了桂林电子科技大学古天龙副校长的推荐和支持，电子工业出版社的编辑为本书的出版也做了大量的工作，在此表示衷心的感谢。

由于计算机技术的飞速发展，新的理论和技术层出不穷，教材难以反映系统结构的最新发展变化，再加上编者的水平有限，在教材中难免会存在不少问题和错误，恳请广大读者批评指正。

作者

第1章 基础知识

本章首先从多级层次结构的角度定义计算机系统结构，并分析计算机系统结构、计算机组成与计算机实现的含义、研究的内容以及三者之间的相互关系。然后，介绍计算机的性能指标和性能评价标准，并讨论计算机系统设计的定量原理。最后，介绍计算机系统结构的两种分类方法。

1.1 计算机系统层次结构

1.1.1 按功能划分的多级层次结构

现代计算机是通过执行指令来解决问题的，它由软件和硬件两大部分组成。描述一个任务如何实现的指令序列称为程序。所有程序在执行前都必须转换成计算机能识别且能直接执行的机器指令。这些机器指令与机器硬件直接对应，并能被其直接识别和执行。然而，使用机器语言编程既不方便，也无法适应解题需要和计算机应用范围的扩大。这个问题可从两方面去解决，前提是都需要设计一个比机器指令更便于使用或编程的指令集合，由它构成新的语言，例如汇编语言。汇编语言是一种符号语言，给程序员编程提供了方便，尽管每条语句仍基本上与机器指令相对应，却并不能被机器直接识别和执行。用汇编语言开发的程序需要进行某种转换才能在实际机器上执行：一种是翻译（translation），即在执行汇编语言源程序之前生成一个等价的机器语言指令序列来替换它，生成的程序全部由机器指令组成，计算机执行等效的机器语言源程序，而不是原来的汇编语言源程序，也即把源程序先转换成目标程序，而后再在机器上执行目标程序以获得结果；另一种是解释（interpretation），即用机器指令写一个程序，将汇编语言源程序作为输入数据，按顺序检查它的每条指令，然后直接执行等效的机器指令序列来解决问题。

汇编语言源程序可以在机器上运行并获得结果，是因为有汇编程序的支持。在汇编语言程序设计者看来，就好像有了一台用汇编语言作为机器语言的机器。这里的机器是指能存储和执行程序的算法和数据结构的集合体。我们把以软件为主实现的机器称为虚拟机器，而把由硬件和固件实现的机器称为实际机器。显然，虚拟机器的实现是构筑在实际机器之上的。图1.1给出了虚拟机器与实际机器构成的一个简单的层次结构。

图1.1 虚拟机器和实际机器层次结构举例

语言与虚拟机之间存在着重要的对应关系，每种机器都拥有由它能执行的指令组成的机器语言。同时，语言也定义了机器，即机器要能执行这种语言所写的程序。有n层不同的语言，就对应有n层不同的虚拟机。在图1.2中给出了典型的现代计算机系统的多级层次结构。例如，汇编语言（L3）是面向机器的一种符号语言，其语法、语义结构仍然和二进制机器语言的基本相同，但与解题所需的差别较大，于是进一步出现了面向题目和过程的高级语言（L4）；在高级语言的基础上还出现了面向应用的应用语言（L5），因此可以得到多个层次的虚拟机器；而对于实际机器级，若采用微程序（L0）控制，它又可分解成传统机器级M1和微程序级M0；虽然目前很多机器上的操作系统（L2）已不再用汇编语言编写，而是用面向系统软件的高级语言，如C语言编写，但从实质上看，操作系统是传统机器的引申，它要提供传统机器所没有，但为汇编语言和高级语言的使用和实现所需的某些基本操作和数据结构，如文件管理、进程管理、中断管理、作业控制、存储管理和输入/输出等，它们在许多机器上是经机器语言程序解释实现的，因此，操作系统级放在传统机器级之上，汇编语言级之下。

图1.2 计算机系统的多级层次结构

把计算机系统按功能划分为多个层次结构后，对各机器级的程序员而言，只要熟悉和遵守该级语言的规范准则，所编写的程序就总能在此机器级上运行并得到结果，而不用了解该机器级是如何实现的。各机器级的实现主要靠翻译或解释，或者是这两者的结合。翻译是先用转换程序将高一级机器级上的程序整个地变换成低一级机器级上可运行的等效程序，然后再在低一级机器级上实现的技术。解释则是在低一级机器级上用它的一串语句或指令来仿真高一级机器级上的一条语句或指令的功能，通过对高一级程序中的每条语句或指令逐条解释来实现的技术。

计算机系统采用何种实现方式，要从效率、速度、价格、资源状况、可靠性等多方面因素全盘考虑，对软件、硬件及固件的取舍进行综合平衡。

软件和硬件在逻辑功能上是等效的，同一逻辑功能既可以用软件也可以用硬件或固件实现。从原理上讲，软件实现的功能完全可以用硬件或固件完成；同样，硬件实现的逻辑功能也可以由软件的模拟来完成，只是性能、价格以及实现的难易程度不同而已。例如，在计算机中实现十进制数乘法这一功能，既可以用硬件来实现，也可以用软件来完成。用硬件实现，需要设计十进制数乘法机器指令，其特点是完成这一功能的速度快，但需要更多的器件。而用软件来实现这个功能，则要采用加法、移位等指令通过编程来实现，其特点是实现的速度慢，但不需要增加器件。

软、硬件的功能分配比例可以在很宽的范围内变化，这种变化是动态的。如图1.3所示，软、硬件功能分配的比例随不同时期以及同一时期的不同机器的变化而变化。由于软、硬件是紧密相关的，软、硬件界面常常是模糊不清的，因此在计算机系统的功能实现上，有时候很难分清哪些功能是由硬件完成的，哪些功能是由软件完成的。在满足应用的前提下，软、硬件功能分配比例的确定主要看能否充分利用硬件、器件技术的现状和进展，使计算机系统达到较高的性能价格比。对于计算机系统的用户，还要考虑他所直接面对的应用语言所对应的机器级的发展状况。

图1.3 软、硬件功能分配

从目前软硬件技术的发展速度及实现成本上看，随着器件技术的高速发展，特别是半导体集成技术的高速发展，以前由软件来实现的功能越来越多地由硬件来实现。总的来说，软件硬化是目前计算机系统发展的主要趋势。

1.1.2 按功能划分层次的好处

从概念和功能上把一个复杂的计算机系统看成由多个机器级构成的层次结构，可以有如下的好处。首先，有利于理解软件、硬件和固件在系统中的地位和作用。从系统层次的划分中可以看出，微程序机器级（M0）、传统机器级（M1）、操作系统机器级（M2）不是为应用程序员解题设计的，而是为运行支持更高层次机器级程序所必须的解释程序和翻译程序而设计的，以便能设计和实现新的虚拟机器级；在这之上的机器级（M3～M5级）则主要是为应用程序设计人员解决各类实际应用问题而设计的。其次，有利于理解各种语言的实质和实现途径。计算机各层次的语言总是通过低一级的语言翻译或解释来实现，这说明相邻机器级之间的语义差别不能太大。再次，有利于推动计算机系统结构的发展。例如，可以重新分配软、硬件的比例，为虚拟机器的各个层次提供更多更好的硬件支持，改变硬件及器件快速发展而软件却日益复杂、开销过大的状况。又如，可以用硬件和固件来实现高级语言和操作系统，从而形成高级语言机器和操作系统机器。再如，用真正的机器来取代各级虚拟机，摆脱各级功能都在同一台实际机器上实现的状况，发展多处理机系统、分布处理系统、计算机网络等系统结构。最后，有利于理解计算机系统结构的定义。把计算机按功能划分成多个不同的层次结构，从各个层次的功能划分和实现去了解计算机系统，有助于更深入地了解系统结构的定义。

1.2 计算机系统结构

“计算机系统结构”这个名词来源于英文Computer Architecture，也译成“计算机体系结构”。英文Architecture这个词原来用于建筑领域，到了20世纪60年代，这个名词被引入计算机领域。“计算机系统结构”一词已经得到普遍应用，它研究的内容不但涉及计算机硬件，也涉及计算机软件，已经成为一门学科。

1.计算机系统结构的定义

计算机系统结构这个词是由阿姆达尔（Amdahl）等人在1964年介绍IBM360时提出的。他们把系统结构定义为由程序设计者所看到的一个计算机系统的属性，即概念性结构和功能特性。这实际上是计算机系统的外特性。按照计算机层次结构，不同程序设计者所看到的计算机具有不同的属性。在计算机技术中，—种本来存在的事物或属性，但从某种角度看却好像不存在，这称为透明性。通常，在一个计算机系统中，低层机器级的概念性结构和功能特性，对高级语言程序员来说是透明的。

例如，使用高级语言的程序员所看到的计算机属性主要是软件子系统和固件子系统的属性，包括程序语言以及操作系统、数据库管理系统、网络软件等用户界面。例如，IBM370系列机的中央处理器都具有相同的基本指令系统，指令的解释过程在不同档次机器中的处理方式不同，但对程序设计者而言，所看到的数据形式都是相同的32位字长。同样，对于不同档次机器，在组成与实现时，数据通路宽度（数据总线）可以分别采用8位、16位、32位或64位，但对于程序员而言，数据总线宽度是透明的，即在设计程序时不需要考虑数据总线宽度的位数。阿姆达尔等人提出的系统结构定义中的程序设计者是指机器语言或编译程序设计者，因此程序设计者所看到的计算机属性，实际上是硬件子系统的概念结构及其功能特性。

2.计算机系统结构研究的内容

计算机系统结构研究的主要内容是计算机系统中各级之间界面的定义及其上下的功能分配。在这里，我们主要讨论传统机器级的系统结构，即从机器语言程序员的角度所看到的计算机系统结构，如图1.4所示。界面之上的功能由软件实现，界面之下的功能由硬件/固件实现。因此，本书研究软、硬件功能的分配以及对机器级界面的确定，即由机器语言设计者或编译程序设计者所看到的机器物理系统的抽象或定义。它是机器语言程序设计者或编译程序生成系统为使其所设计或生成的程序能在机器上正确运行，所需看到和遵循的计算机属性。它不包括机器内部的数据流和控制流、逻辑设计或器件设计等。

图1.4 计算机系统软、硬件交界面

对于目前的通用型机器，计算机系统结构（传统机器程序员所看到的属性）一般包括以下内容：

① 机器内的数据表示，包括硬件能直接识别和处理的数据类型和格式等；

② 寻址方式，包括最小寻址单位，寻址方式的种类、表示和地址计算等；

③ 寄存器组织，包括操作数寄存器、变址寄存器、控制寄存器及某些专用寄存器的定义、数量和使用约定；

④ 指令系统，包括机器指令的操作类型和格式、指令间的排序方式和控制机构等；

⑤ 存储系统，包括最小编址单位、编址方式、主存容量和最大可编址空间等；

⑥ 中断机构，包括中断的类型、中断分级、中断处理程序的功能和入口地址等；

⑦ 机器工作状态的定义及切换，若在管态，则处理机可以使用系统的全部指令和全部资源，而在目态，处理机只能执行用户程序；

⑧ 输入/输出机构，包括输入/输出设备的连接方式，处理机/存储器与输入/输出设备间数据传送的方式与格式、传送的数据量以及输入/输出操作的结束与出错标志等；

⑨ 信息保护，包括信息保护方式和硬件对信息保护的支持等。

1.3 计算机组成

1.计算机组成的定义

计算机组成（computer organization，又称计算机设计）是指计算机系统的逻辑实现，包括机器内部的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等。它着眼于机器内各事件的排序方式与控制机构、各部件的功能以及各部件间的联系。

计算机组成的设计是指按所希望达到的性能价格比，最佳、最合理地把各种设备和部件组成计算机，以实现所确定的计算机系统结构。对传统机器程序员来说，计算机组成的设计内容一般是透明的。

2.计算机组成设计

计算机组成的任务是在计算机系统结构确定分配给硬件子系统的功能及其概念结构之后，研究各组成部分的内部构造和相互联系，以实现机器指令级的各种功能和特性。这种相互联系包括各功能部件的配置、相互连接和相互作用。各功能部件的性能参数相互匹配是计算机组成合理的重要标志，因而相应地就有许多计算机组织方法。例如，为了使存储器的容量更大、速度更快，人们研究出存储体系。在存储体系中，又包括虚拟存储器、高速缓存、多模块交叉工作、多寄存器组和堆栈等技术。再如，为了使输入/输出设备与处理机间的信息流量达到平衡，人们研究出通道、外围处理机等方式。为了提高处理机速度，人们研究出流水线、多线程、多执行部件等方式。在各功能部件的内部结构研究方面，产生了许多组合逻辑、时序逻辑的高效设计方法和结构。

一般来讲，计算机组成设计要确定以下内容：

① 数据通路的宽度，指在数据总线上一次能并行传送的信息位数。

② 专用部件的设置，包括设置哪些专用部件，如乘除法专用部件、浮点运算部件、字符处理部件、地址运算部件等，每种专用部件的个数等，这些都取决于所需达到的机器速度、专用部件的使用频度及允许的价格等。

③ 各种操作对部件的共享程度，若共享程度太高，则会由于共享部件的分时使用而降低操作的速度；若设置多个同一功能部件以降低共享度，则系统的价格会随之升高。

④ 功能部件的并行度，如功能部件的控制和处理方式采用顺序串行方式，还是采用重叠、流水、分布处理方式。

⑤ 控制机构的组成方式，如控制机构采用硬连线控制还是微程序控制，采用单机处理还是多机处理或功能分布处理。

⑥ 缓冲和排队技术，包括如何在部件间设置多大容量的缓冲器来弥补它们的速度差异，对于等待要求处理的事件如何排队，如随机、先进先出、先进后出、优先级、循环等不同方式。

⑦ 预估、预判技术，如采用何种原则来预测未来的行为，以优化性能和优化处理。

⑧ 可靠性技术，如采用什么样的冗余技术和容错技术来提高可靠性。

1.4 计算机实现

1.计算机实现的定义

计算机实现（computer implementation）是指计算机组成的物理实现。它包括处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，信号传输，器件、模块、插件、底板的划分与连接，专用器件的设计，电源、冷却、装配等技术以及有关的制造技术和工艺等。计算机实现着眼于器件技术和微组装技术。其中，器件技术在实现技术中起着主导作用。

2.器件技术研究的内容

器件技术研究的内容包括：处理机、主存等部件的物理结构，器件的集成度和速度，专用器件的设计，信号传输等。例如，集成电路采用TTL类型还是MOS类型，最小光刻线条的尺寸，连线采用铝连线还是铜连线，集成电路内部的电容、电阻的设计，集成电路上的晶体管采用什么样的材料和工艺，如在不同场合下可以选用硅、硅锗合金、砷化镓等，其带来的物理特性、响应特性、功耗也各有不同。随着时间的推移，芯片的封装技术已经历了好几代的变迁，从DIP、QFP、PGA、BGA到CSP，再到MCM等。

计算机所用的基本器件逐步从初期的电子管、晶体管、小规模集成电路（SSI）、中规模集成电路（MSI）、大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI），发展到现在的特大规模集成电路（ULSI）和巨大规模集成电路（GSI），其生产工艺从20世纪70年代的10μm发展到现在的32nm的水平，只用了不到40年的时间，其所能达到的集成度是在单个芯片上集成几十亿个晶体管。例如，在处理器方面，Intel公司的第一个CPU的集成度为2000多个晶体管；到了2006年，Intel公司推出的Conroe Core 2 Duo（双核）使用45nm制作工艺，在单个芯片上集成了2.91亿个晶体管；2007年，AMD公司推出的K10 Barcelona Opteron（四核）使用65nm制作工艺，在单个芯片上集成了 4.63亿个晶体管；2010年，Intel推出了制作工艺为32nm的Westmere-EP（六核），单个芯片上集成了多达11.7亿个晶体管。

计算机所用的基本器件不仅由分立器件发展到集成电路，而且其速度也有显著提高。器件的发展是推动系统结构和组成前进的关键因素和主要动力。随着生产工艺以及材料工艺的发展，单个器件的尺寸可以越来越小，单个晶体管的尺寸已经从微米级缩小到纳米级，响应速度可以达到100GHz的量级，例如，IBM使用硅锗材料制造的晶体管，速度达到350GHz，为CPU的主频达到10GHz的水平提供了技术保障。器件技术的快速发展，使单个器件或集成电路的性能越来越高，而价格则越来越低，同时，也为各种新的系统结构和组成实现提供了硬件支持，并使计算机的应用得到快速普及。

器件技术的发展还促进了算法、语言和软件的发展。随着CPU性价比的迅速改善，加速了大规模高性能并行处理机和通信网络的发展。由数百甚至上万个微处理器组成的MPP系统促使人们不断研究新的并行算法、并行语言及相关应用软件和操作系统，以使系统的规模和处理速度能随结点处理器数的增加而显著提高。在2010年11月14日全球超级计算机500强排行榜上，经过技术升级的中国“天河一号”超级计算机超过美国首次成为全球运行速度最快的超级计算机。全新升级后的“天河一号”基于NUDT YH Cluster集群，硬件上配备了Intel Xeon X5670 2.93GHz六核心处理器（制作工艺为32nm的Westmere-EP）、我国自主研发的飞腾FT-1000八核心处理器、NVIDIA Tesla M2050高性能计算卡、224TB内存、专有互连架构、Linux操作系统，总计186368个核心，持续性能为2.566PFLOPS（每秒千万亿次浮点运算），峰值性能达4.701PFLOPS。

3.系统结构、组成和实现三者的关系与相互影响

计算机系统结构、计算机组成和计算机实现是三个互不相同的概念，但它们是互相联系和相互影响的。计算机系统结构是计算机系统的软、硬件分界面，是机器语言程序设计者或者编译程序生成系统为使其设计或生成的程序能在机器上运行所看到的计算机属性；计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现；计算机实现是计算机组成的物理实现。

具有相同系统结构的计算机可以采用不同的组成。例如，具有相同指令系统的计算机，指令的取出、译码、取操作数、运算、存结果既可以采用顺序方式进行解释，也可以采用流水方式让它们在时间上重叠进行来提高速度。又如，乘法指令可以利用专用乘法器来实现，也可以通过加法器重复相加、移位来实现，这主要取决于对速度的要求、乘法指令出现的频度和所采用的乘法运算方法。显然，前一种方法可以有效地提高乘法运算速度，而后一种方法则可以降低系统的价格。

一种系统结构可以有多种计算机组成，同样，一种计算机组成可以采用多种不同的计算机实现。例如，在CPU的选择上，同一类型的CPU一般都有多个不同的工作频率，从速度及价格等角度考虑，可以选择工作频率较高的CPU来实现较高的运算速度，也可以选择工作频率较低的CPU来保证系统的价格相对较低。又如，在主存器件的选择上，可以选择TTL型的器件，也可以采用MOS型器件；既可以采用单片VLSI集成电路，也可以采用多片LSI或MSI集成电路组成；既可以选择响应速度较快的芯片，也可以选择响应速度较慢的芯片。实际上，这也是在速度、价格等因素之间进行选择。换句话说，采用什么样的实现技术主要考虑所要达到的性能价格比及器件技术的现状。

反过来，计算机实现是计算机系统结构和计算机组成的基础，其技术的发展对计算机系统结构有着很大的影响，而计算机组成也会影响计算机系统结构。例如，器件的发展使系统结构由大型机下移到小型机及微机中的速度加快，早期用于大型机的各种数据表示、指令系统、操作系统很快被应用到小型机及微机中。例如，在目前的PC机中使用的CPU，都普遍采用了在早期大型机中才使用的超标量技术，并引入了VLIW技术，有些机器还使用了超流水线技术。

系统结构的设计必须结合应用考虑，为软件和算法的实现提供更多、更好的支持。同时，还要涉及可能采用和准备采用的组成技术。即计算机系统结构的设计应考虑减少对各种组成及实现技术的使用限制，在一种系统结构中，应允许有多种不同的组成和实现技术，既能方便地在低档机器上用简单、低成本的组成实现，也能在高档机器上以较高的成本、复杂的组成实现。例如，在IBM370系列机中，由低到高有不同档次的机器，它们的中央处理器都具有相同的基本指令系统，只是指令的分析、执行方式不同，可以选择在低档机器上用顺序方式处理，在高档机器上用并行方式处理。又如，在数据通路宽度的组成和实现上，不同档次机器可以分别采用8位、16位、32位和64位。IBM370系列机采用通道方式进行输入/输出，可以选择在低档机器中采用的结合型通道和在高档机器中采用的独立型通道。

在不同时期，系统结构、组成和实现所包含的内容会有所不同，在某些计算机系统中作为系统结构的内容，在另一些计算机系统中可能是组成和实现的内容。随着各种新技术的出现和发展，特别是器件技术的发展，各种功能都集成到一个芯片上，使系统结构、组成和实现融合于一体，系统结构、组成和实现三者之间的界限变得越来越模糊。

1.5 计算机性能

计算机系统的性能指标主要取决于计算机的本质属性，即时空属性。时间是衡量计算机性能的标准，对于同样的工作量，花费的时间越少，速度就越快。衡量机器性能的唯一固定而且可靠的标准就是真正执行程序的时间。

1.5.1 性能因子CPI

CPU的工作是建立在一个固定的时钟节拍上的，这个节拍有一定的时间长度T_C，我们称之为处理器时钟周期，简称时钟周期（clock cycles）。它是计算机内部操作的基本时间单位，即计算机内部每一项基本功能操作在一个或多个时钟周期的时间内完成。时钟周期的单位通常使用ns（纳秒），它的倒数f_C则是时钟的频率，即CPU的主频，通常使用MHz或GHz作为单位。

一个程序在CPU上运行所需的时间TCPU 可以用下

....