计算机系统性能评价

计算机系统性能评价

一、非时间指标

1、机器字长:指机器一次能处理的二进制位数

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 *  由加法器、寄存器的位数决定
 *  一般与内部寄存器的位数相等(字长)
 *  字长越长,表示数据的范围就越大,精确度越高
 *  目前常见的有32位和64位字长

2、总线宽度:数据总线一次能并行传送的最大信息位数

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 * 一般指运算器与存储器之间的数据总线位数
 * 有些计算机内部与外部数据总线宽度不一致
 * 8086、80286、80386内外数据总线宽度16位
 * Pentium外总线64位,内总线32位(两条32位流水线)

3、主存容量与存储带宽

* 主存容量:是指一台计算机主存所包含的存储单元总数。
(我们的内存可以通过开展去扩容,但扩展会受到CPU地址线的限制)
* 存储带宽:指单位时间内与主存交换的二进制信息量,常用单位B/s(字节/秒)。
(影响存储带宽的指标包括数据位宽和数据传输速率)

二、时间指标

1、主频f/时间周期T,外频、倍频

* 主频 f:指CPU内核工作的时钟频率,即CPU内数字脉冲信号震荡的速率,与CPU实际的运算能力之间不是唯一的、直接关系。(主频越高的CPU并不代表它运算能力越强,除非有条件,受最小时间的限制(时钟周期))
* 时钟周期 T(节拍周期):主频的倒数,是计算机中最基本的、最小的时间单位。在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。(CPU两个功能部件之间传递信息所需的时间
* f与T的关系,f越高,T就越小(f=100MHz时,T=10ns,f=1GHz时,T=1ns)。
* 外频:指CPU(内存)与主板之间同步的时钟频率。
* 倍频:CPU主频与外频之间的倍数。
主频= 外频 x 倍频

2、CPI(Clock cycles Per Instruction)

  • 执行一条指令(平均)需要的时钟周期数(即T周期的个数)

  • 单条指令的CPI、一段程序中所有指令的CPI、指令系统CPI等

  • CPI = 程序中所有指令的时钟周期数之和 ÷ 程序中指令总数=∑(程序中各类指令的CPI x 程序中该指令的比例)

  • IPC(Instruction per Clock):每个时钟周期内执行的指令条数(并行)

3、MIPS(Million Instructions Per Second)

  • 每秒钟CPU能执行的指令总条数(单位:百万条/秒)
    全性能公式:
    MIPS =指令条数 ÷ (执行时间 X 10^6 )
    =指令条数 ÷ {(所有指令CPU时钟周期数之和 X 10^6 ) ÷ f }
    =f ÷ (CPI X 10^6 )

4、CPU时间

  • 执行一段程序所需的时间。(CPU时间+I/O时间+储存访问时间+各类排队时延等)
  • CPU时间=程序中所有指令的时钟周期数之和 x T=程序中所有时钟周期数之和 / f = 总指令数量 x CPI x T
  • 指令执行时间 t =指令数 ÷ (MIPS X 10^6 )

计算机性能指标与软件也有关
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