计算机评价的主要性能指标

1．时钟频率（主频） 主频是计算机的主要性能指标之一，在很大程度上决定了计算机的运算速度。CPU 的 工作节拍是由主时钟来控制的，主时钟不断产生固定频率的时钟脉冲，这个主时钟的频率即 是 CPU 的主频。主频越高，意味着 CPU 的工作节拍就越快，运算速度也就越快。但从 2000 年 IBM 发布第一款双核处理器开始，多核心已经成为 CPU 发展的一个重要方向。原来单 以时钟频率来计算性能指标的方式已经不合适了，还得看单个 CPU 中的内核数。现在主流 的服务器 CPU 大都为八核或十二核，未来更可能发展到 32 核，96 核甚至更多。

2．高速缓存 高速缓存可以提高 CPU 的运行效率。目前一般采用两级高速缓存技术，有些使用三层。 高速缓冲存储器均由静态 RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）组成，结构较 复杂，在 CPU 管芯面积不能太大的情况下，L1 级高速缓存的容量不可能做得太大。采用 回写（WriteBack）结构的高速缓存。它对读和写操作均有可提供缓存。而采用写通 （Write-through）结构的高速缓存，仅对读操作有效。L2 及 L3 高速缓存容量也会影响 CPU 的性能，原则是越大越好。

3．运算速度 运算速度是计算机工作能力和生产效率的主要表征，它取决于给定时间内 CPU 所能处 理的数据量和 CPU 的主频。其单位一般用 MIPS（百万条指令/秒）和 MFLOPS（百万次浮 点运算/秒）。MIPS 用于描述计算机的定点运算能力；MFLOPS 则用来表示计算机的浮点运 算能力。

4．运算精度 即计算机处理信息时能直接处理的二进制数据的位数，位数越多，精度就越高。参与运 算的数据的基本位数通常用基本字长来表示。PC（Personal Computer，个人计算机）机的字 长，已由 8088 的准 16 位（运算用 16 位，I/O 用 8 位）发展到现在的 32 位、64 位。 大中型计算机一般为 32 位和 64 位。巨型机一般为 64 位。在单片机中，目前主要使用的 是 8 位和 16 位字长。

5．内存的存储容量 内存用来存储数据和程序，直接与 CPU 进行信息交换。内存的容量越大，可存储的数 据和程序就越多，从而减少与磁盘信息交换的次数，使运行效率得到提高。存储容量一般用 字节（Byte）数来度量。PC 的内存已由 286 机配置的 1MB，发展到现在主流的 1G 以上。而在服务器领域中，一般的都在 2~8G，多的如银行系统中省级结算中心使用的大型 机，内存高达上百 GB。内存容量的加大，对于运行大型软件十分必要，尤其是对于大型数 据库应用。内存数据库的出现更是将内存的使用发挥到了极致。

6．存储器的存取周期 内存完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间。 而连续两次读（或写）所需的最短时间称为存储周期。存储周期越短，表示从内存存取信息 的时间越短，系统的性能也就越好。目前内存的存取周期约为几到几十 ns（10-9 秒）。 存储器的 I/O 的速度、主机 I/O 的速度，取决于 I/O 总线的设计。这对于慢速设备（例 如键盘、打印机）关系不大，但对于高速设备则效果十分明显。例如对于当前的硬盘，它的 外部传输率已可达 100MBps、133MBps 以上。

7．数据处理速率 数据处理速率（Processing Data Rate，PDR）的计算公式是：PDR=L/R。其中： L=0.85G ＋0.15H＋0.4J＋0.15K；R=0.85M＋0.09N＋0.06P

其中：G 是每条定点指令的位数； M 是平均定点加法时间； H 是每条浮点指令的位数； N 是平均浮点加法时间； J 是定点操作数的位数； P 是平均浮点乘法时间； K 是浮点操作数的位数； 另外还规定：G>20 位，H>30 位；从主存取一条指令的时间等于取一个字的时间；指 令和操作数都存放在同一个主存，无变址或间址操作；允许有先行或并行取指令功能，此时 选用平均取指令时间。 PDR 主要用来度量 CPU 和主存储器的速度，它没有涉及高速缓存和多功能等。因此， PDR 不能度量机器的整体速度。

8．响应时间 某一事件从发生到结束的这段时间。其含义将根据应用的不同而变化。响应时间既可以 是原子的，也可以是由几个响应时间复合而成的。在计算机技术的发展中，早在 1968 年， 米勒先生就已给出 3 个经典的有关响应时间的建议。 0.1 秒：用户感觉不到任何延迟。 1.0 秒：用户愿意接受的系统立即响应的时间极限。即当执行一项任务的有效反馈时间在 0.1～1 秒之内时，用户是愿意接受的。超过此数据值，则意味着用户会感觉到有延迟，但 只要不超过 10 秒，用户还是可以接受的。 10 秒：用户保持注意力执行本次任务的极限，如果超过此数值时仍然得不到有效的反馈， 客户会在等待计算机完成当前操作时转向其他的任务。

9．RASIS 特性 RASIS 特性是可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可维护性（Serviceability）、 完整性（Integraity）和安全性（Security）五者的统称。可靠性是指计算机系统在规定的工 作条件下和规定的工作时间内持续正确运行的概率。可靠性一般是用平均无故障时间（Mean Time To Failure，MTTF）或平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure，MTBF）来衡量。 可维护性是指系统发生故障后能尽快修复的能力，一般用平均故障修复时间（Mean Time To Repair，MTTR）来表示。取决于维护人员的技术水平和对系统的熟悉程度，同时和系统 的可维护性也密切相关。 有关这些特性的详细知识，将在 17.5 节介绍。

10．平均故障响应时间 平均故障响应时间（TAT）即从出现故障到该故障得到确认修复前的这段时间。该指标 反应的是服务水平。平均故障响应时间越短，对用户系统的影响越小。

11．兼容性 兼容性是指一个系统的硬件或软件与另一个系统或多种操作系统的硬件或软件的兼容 能力，是指系统间某些方面具有的并存性，即两个系统之间存在一定程度的通用性。兼容是 一个广泛的概念，它包括数据和文件的兼容、程序和语言级的兼容、系统程序的兼容、设备 的兼容以及向上兼容和向后兼容等。

除了上述性能指标之外，还有其他性能指标，例如综合性能指标如吞吐率、利用率；定 性指标如保密性、可扩充性；功能特性指标如文字处理能力、联机事务处理能力、I/O 总线 特性、网络特性等。