第2章 计算机系统基础知识（2023）

2.1计算机系统概述

• 典型计算机系统的组成：

       硬件：中央处理器（运算单元 控制单元）、存储器（主存 外存）、输入设备（键盘鼠标）、输出设备（显示器）

       软件：系统软件（操作系统 编译工具）、应用软件（办公软件 娱乐软件）

• 计算机系统应用分类：

       嵌入式计算机：电信设备（基站 网络交换 移动终端）、家用电子设备（试听设备 厨卫电器）、可穿戴电子设备、医疗设备、交通设备、国防设备、金融设备

       通用计算机：个人计算机（台式电脑 平板电脑）、网络服务器（云存储 云计算）、超级计算机

2.2计算机硬件

    2.2.1计算机硬件组成

            处理器、存储器、总线、接口、外部设备

    2.2.2处理器

• 指令集按照复杂程度分类：

       复杂指令集（CISC）、精简指令集（RISC）

• 专用目的的处理器芯片

       图形处理器（GPU）、信号处理器（DSP）、现场可编程逻辑门阵列（FPGA）

    2.2.3存储器

• 存储分层（根据与处理器的物理距离）：

       片上缓存：处理器核心直接集成的缓存，SRAM，16KB~512KB

       片外缓存：处理器核心外的缓存，SRAM，256KB~4MB

       主存（内存）：独立部件/芯片存在，DRAM，数百MB~数十GB

       外存：Nor Flash（MB 10年存储年限）、光盘（数年至数十年存储年限）、磁盘（GB/TB级别 10年以上存储年限）、磁带（30年以上存储年限）

    2.2.4总线

• 总线划分（根据所处位置）

       内总线：片上总线，各芯片内部互联

       系统总线：局部总线，经由系统总线再次级联的总线，CPU、主存、I/O接口的总线

       外部总线：通信总线，计算机板和外部设备之间，或计算机系统之间的互联总线

• 总线间连接

       通过桥（特殊外设）实现连接，实现总线协议间的转换

• 总线的性能指标

       总线带宽、总线服务质量QoS、总线时延

• 总线种类

       并行总线：PCI、PCIe、ATA（IDE）

       串行总线：USB、以太网、SATA、CAN、RS-232、RS-485、RapidIO

       专业领域总线：航空领域（ARINC429 ARINC659 ARINC664 MIL-STD-1553B）、工业控制领域（CAN、IEEE1394、PCI、PCIe、VME）

    2.2.5接口

• 接口种类

       显示类接口：HDMI、DVI

       音频输入输出类接口：TRS、RCA、XLR

       网络类接口：RJ45、FC

       USB接口、PS/2接口、SATA接口、LPT打印接口、RS-232接口等

• 与总线关系

       一种总线可能存在多种接口

    2.2.6外部设备

• 种类：

       常见：键盘、鼠标、显示器、扫描仪、摄像头、麦克风、打印机、光驱、网卡、存储卡/盘

       移动穿戴设备：加速针、GPS、陀螺仪、感光设备、指纹识别设备

       工业控制、航空航天和医疗领域：测温仪、测速仪、轨迹球、操作面板、红外/NFC等感应设备、场强测量设备、功率驱动装置、机械臂、液压装置、油门杆、驾驶杆

2.3计算机软件

    2.3.1计算机软件概述

• 分类：

       系统软件：操作系统、程序设计语言翻译系统、数据库管理系统、网络软件

       应用软件：专用应用软件、通用应用软件

    2.3.2操作系统

• 操作系统的组成

       操作系统内核：进程管理、存储管理、文件管理、设备管理

       其他配套软件

• 操作系统的作用

       管理计算机中运行的程序和分配各种软硬件资源

       为用户提供友善人机界面

       为应用程序的开发和运行提供一个高效率的平台

• 操作系统的特征

       并发性、共享性、虚拟性、不确定性

• 操作系统的分类

       批处理操作系统：单道批处理（一次只装一个作业运行）、多道批处理（多道、宏观并行、微观串行）

       分时操作系统：多路性、独立性、交互性、及时性

       实时操作系统：快速处理，要求可靠性

       网络操作系统：硬件独立性、多用户支持

       分布式操作系统：具备网络操作系统所有功能，又有透明性、可靠性、高性能

       微型计算机操作系统：Windows、MAC OS、Linux

       嵌入式操作系统：微型化、可定制、实时性、可靠性、易移植

    2.3.3数据库

• 关系数据库        

       三要素：数据结构、数据操作、完整性约束

       特点：从数据结构/模型开始，以数据模型为核心展开、静态结构设计与动态行为设计分离、试探性、反复性、多步性

       设计方法：直观设计法、规范设计法、计算机辅助设计法、自动化设计法（范式设计方法、E-R模型设计方法、视图概念设计方法、面向对象蛇口方法、计算机辅助设计方法、敏捷数据库设计方法）    
       设计步骤：需求分析、概念结构设计（E-R）、逻辑结构设计、物理结构设计、应用程序设计、运行维护    

• 分布式数据库

       体系结构：全局外层、全局概念层、局部概念层、局部内层 

• 列存储数据库  

       与关系数据库行存储相反，为列存储         

• 文档数据库      

       可存放并获取文档，可以为XML、JSON、BSON格式     

• 搜索引擎数据库    

       应用在搜索引擎领域的数据存储形式

    2.3.4文件系统

• 文件类型

       按文件的性质和用途：系统文件、库文件、用户文件

       按保存期限分类：临时文件、档案文件、永久文件

       按文件的保护方式分类：只读文件、读写文件、可执行文件、不保护文件

       UNIX分类：普通文件、目录文件、设备文件（特殊文件）

• 文件系统类型

       FAT、VFAT、NTFS、Ext2、HPFS

• 文件的结构和组织

       逻辑结构：有结构的记录式文件、无结构的流式文件

       物理结构：连续结构、链接结构、索引结构、多个物理块的索引表（链接文件、多重索引方式）

• 文件存取的方法和存储空间的管理

       存取方法：顺序存取、随机存取

       存储空间的管理：空闲区表、位示图、空闲块链、成组链接法

• 文件共享和保护

       文件的共享：硬链接（同一个索引节点的链接）、符号链接（文件或目录的路径名映射）

       文件的保护：存取控制矩阵、存取控制表、用户权限表、密码

    2.3.5网络协议

       局域网协议（LAN）、广域网协议（WAN）、无线网协议、移动网协议

    2.3.6中间件

• 分类：

       通信处理中间件（IBM MQ）、事务处理中间件（BEA Tuxedo）、数据存取管理中间件、Web服务器中间件、安全中间件、跨平台和架构中间件、专用平台中间件、网络中间件

    2.3.7软件构件

• 最重要特征

       自包容、可重用

• 组装模型

       设计构件组装、建立构件库、构建应用软件、测试与发布

• 商用构件的标准规范

       CORBA、J2EE、DNA2000

    2.3.8应用软件

       通用软件：易学易用

       专用软件：专用性强、特定领域、设计开发成本相对高

2.4嵌入式系统及软件

    2.4.1嵌入式系统的组成及特点

• 嵌入式系统的组成

       嵌入式处理器：抵抗恶劣环境、耗能低、体积小，分民用、工业、军用三个等级

       相关支撑硬件：存储器、输出设备、输入设备、接口和总线

       嵌入式操作系统：实时性、可剪裁、安全性

       支撑软件：为应用软件开发与运行提供能力的软件

       应用软件

• 嵌入式系统的特点

       专用性强：面向特定的应用需求

       技术融合：技术密集、资金密集、高度分散、不断创新

       软硬一体软件为主

       比通用计算机资源少

       程序代码固化在非易失存储器中：一般固化在存储器芯片或单片机本身中

       需专门开发工具和环境

       体积小、价格低、工艺先进、性能价格比高、系统配置要求低、实时性强

       对安全性和可靠性的要求高

    2.4.2嵌入式系统的分类

            实时系统

            安全悠关系统

    2.4.3嵌入式软件的组成及特点

• 软件组成

       开发环境为宿主机环境，运行环境为目标机环境

       层次化：硬件层、抽象层、操作系统层、中间件层、应用层

• 软件特点

       可剪裁性、可配置性、强势实时性、安全性、可靠性、高确定性

    2.4.4安全悠关软件的安全设计

• DO-178B的目的和内容

       目标：软件生命周期过程的目标

       过程：为满足上述目标要进行的活动

       数据：证明上述目标已经达到的证据，软件生命周期的数据

• DO-178B的软件生命周期

       软件计划过程

       软件开发过程：需求、设计、编码、集成

       软件综合过程：软件验证过程、软件配置管理过程、软件质量保证过程、审定联络过程

• DO-178与CMMI差异

       CMMI关注组织整体软件的能力提升；DO-178更关注软件质量对于安全的影响

       CMMI主要有实践组成；DO-178主要由目标、过程、数据组成

       CMMI聚焦软硬件整体；DO-178聚焦软件

2.5计算机网络

    2.5.1网络的基本概念

• 计算机网络的发展

       诞生：单个计算机为中心的远程联机系统

       形成：多个主机通过通信线路互联起来

       互联互通：具有统一的网络体系结构并遵守国际标准的开放式和标准化网络

       高速发展阶段：因特网等光纤及高速网络技术

• 计算机网络的功能

       数据通信、资源共享、管理集中化、实现分布式处理、负荷均衡

• 网络有关指标

       性能指标：速率（数据率或比特率 b/s）、带宽（一：信号频带宽度，单位赫兹；二：最高数据传输速率 b/s）、吞吐量（单位时间通过网络的数据量）、时延（发送迟延、传播迟延、处理迟延、排队迟延）、往返时间、利用率

       非性能指标：费用、质量、标准化、可靠性、可扩展性和可升级性、易管理和维护性

• 网络应用前景

    2.5.2通信技术

• 信道

       信息的传输通道，升信道容量：使用大带宽降低信噪比，或使用小带宽升高信噪比

• 信号变换

       信源编码：模拟信号进行模数转换，再进行压缩编码，形成数字信号

       信道编码：增加冗余信息在接收端进行检错和纠错

       交织：交织解决连续误码导致的信道译码出错的问题

       脉冲成形：减少带宽需求，将发送的数据转换成合适的波形

• 复用技术和多址技术

       复用技术：一条信道同时传输多路数据技术（TDM分时复用、FDM频分复用、CDM码分复用）

       多址技术：一条信道同时传输多个用户数据的技术（TDMA时分多址、FDMA频分多址、CDMA码分多址）

• 5G通信网络

       基于OFDM优化的波形和多址接入

       实现可扩展的OFDM间隔参数配置

       OFDM加窗提高多路传输效率

       灵活框架设计

       大规模MIMO

       毫米波

       频谱共享

       先进的信道编码设计

    2.5.3网络技术

• 局域网（LAN）

       网络拓扑：

                       星状结构（任意两节点只需两步，速度快，可靠性低中心节点出问题会瘫痪）

                       树状结构（成本低、任意两节点不产生回路、扩充方便灵活、除叶节点任何链路故障都会影响整个系统运行）

                       总线结构（总线故障将影响每个节点通信）

                       环形结构（单向流动、无信道选择问题、任意节点故障导致网络瘫痪、不便扩充、延时长、效率低）

                       网状结构（任何节点存在一条通信链路、任何节点故障不影响其他节点、布线繁琐、成本高、控制复杂）

       以太网技术：

                           以太网帧结构

                           最小帧长（64字节，不足填充）

                           最大传输距离（无严格限制，有线路质量、信号衰减程度决定）

                           流量控制（半双工、全双工）

• 无限局域网（WLAN）

       WLAN标准

       WLAN拓扑结构：

                                  点对点型（中远距离、减少功耗）

                                  HUB型（中心节点型，可靠性低中心节点出问题会瘫痪）

                                  完全分布型（还在理论阶段，有很好前景）

• 广域网

       广域网相关技术：

                                  同步光网络（使用光纤进行数字化通信的标准）

                                  数字数据网（利用数字信道提供半永久性连接电路以传输数据，速率高、传输质量高、协议简单、连接方式灵活、电路可靠性高、网络运行管理简便）

                                  帧中继（物理层和链路层数据包交换技术，高性能和传输效率、吞吐量高、时延低、适合突发性业务）

                                  异步传输技术（异步传输模式，以信元为基础的面向连接的分组交换和复用技术）

       广域网的特点（WAN）：

                              面向数据通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离交换

                              覆盖范围广、通信距离远、无固定拓扑结构

                              电信部门或公司负责管理

       广域网的分类：公共传输网络、专用传输网络、无线传输网络

• 城域网（MAN）

       分布式双总线DQDB

• 移动通信网

       移动通信网发展

       5G网络的主要特征：服务化架构、网络切片

    2.5.4组网技术

• 网络设备及其工作层级

       集线器：最简单的网络设备

       中继器：物理层、连接不同物理设备、在各种物理介质中传输数据包

       网桥：链路层、连接多种介质及物理分支

       交换机：链路层、自动寻址和交换功能、避免端口冲突、提高网络吞吐能力

       路由器：网络层、多个网络上交换和路由数据包、包含网络地址、连接信息、路径信息和发送代价等属性，常用于广域网或广域网与局域网的互联

       防火墙：硬件防火墙把程序放到芯片里

• 网络协议

       开放系统互联模型：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层

       OSI协议集

       TCP/IP协议集：TCP/IP模型（网络接口层、网际层、传输层、应用层）

       ISO/OSI模型与TCP/IP模型的对比：

                                                               网络接口层（物理层、数据链路层）                                                                                                 网际层（网络层）                                                                                                                               传输层（传输层）

                                                               应用层（会话层、表示层、应用层）

• 交换技术

       基本交换原理：基于MAC地址识别，完成封装转发数据包功能

       交换机协议：生成树协议（STP）解决环路问题

• 路由技术

       路由原理：所有数据包的发送或转发都通过查找路由表来实现

       路由器协议：内部网管协议（IGP，距离矢量路由协议用于小型网络、链路状态路由协议用于大型网络）、外部网关协议（EGP，BGP）       

    2.5.5网络工程

• 网络规划

• 网络设计

• 网络实施

2.6计算机语言

    2.6.1计算机语言的组成

• 表达式

       变量、常量、字面量、运算符

• 流程控制

       分支、循环、函数、异常

• 集合

       字符串、数组、散列表

    2.6.2计算机语言的分类

• 机器语言

       可被计算机直接理解和执行的语言，执行速度快、占用内存少，但不易学、不易记、不易用、不易调试和维护

       指令格式：操作码、操作数的地址、操作结果的存储地址、下条指令的地址

• 汇编语言

       简洁的英文字母、符号串代替特定指令，编码纠错维护方便、代码短、省空间、效率高，但通用性差

       汇编语言的语句格式：指令语句（传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、处理机控制指令）、伪指令语句（经汇编后不产生机器代码）、宏指令语句（多次重复的程序段定义）

       指令语句和伪指令语句格式：名字字段（伪指令空格作为结束符，不得使用冒号）、操作符字段、操作数字段（单个TAB分隔，多个逗号分隔）、注释字段（分号开始）

• 高级语言

       和计算机架构、指令集无关，良好可移植性

       C：语言简洁紧凑、使用方便灵活、运算极其丰富、可移植性好、可直接操作硬件、代码质量高、程序执行效率高
       C++：面向对象
      Java：一次编写，处处运行、跨平台、安全性好、效率高、结构新颖、实时操作、可靠又安全、最适合于浏览器编程，被公认为"世界语"
      Python：解释性、编译性、互动性、面向对象、简洁、易学、易读、易维护、可移植、可嵌入、可扩展、强大的标准库    

• 建模语言

       UML组成要素：    
                              事物（结构、行为、分组、注释）

                              关系（依赖、关联、泛化、实现）
                              图（支配基本构造块如何放置）：类图、对象图、用例图、通信图、状态图、活动图、构件图、部署图、组合结构图、包图、交互概览图、计时图
                             运用整个语言的公用机制
      UML五种视图：
                              用例视图（用例图，客户、分析者、设计者、开发者、测试者）
                              逻辑试图（类图、对象图、状态图、顺序图、合作图、活动图）
                              进程视图（状态图、顺序图、合作图、活动图、构件图和配置图，开发者、系统集成者）
                              实现视图（构件图，设计者、开发者、测试者）
                              部署视图（配置图，开发者、系统集成者、测试者）

• 形式化语言

       形式化规格说明语言：

                                        公理方法

                                        基于集合论和一阶谓词演算的meta-IV语言和Z语言

                                        代数规格说明

                                        进程描述语言
软件的规格说明与设计

       形式化方法的分类：

                                     根据描述方式（模型描述的形式化方法、性质描述的形式化方法）

                                     根据表达能力（模型方法、代数方法、进程代数方法、逻辑方法、网络模型方法）

       形式化方法的开发过程：可行性分析、需求分析、体系结构设计、详细设计、编码、测试发布

       形式化规格语言-Z语言：状态-操作 风格

2.7多媒体

    2.7.1多媒体概述

感觉媒体：视觉、听觉、触觉等
表示媒体：图像、声音、视频等
表现媒体：键盘、鼠标、扫描仪、话筒、摄像机等输入媒体；显示器、打印机、音箱等输出媒体
存储媒体：硬盘、软盘、磁盘、光盘、ROM、RAM等
传输媒体：电缆、光缆、电磁波等

• 多媒体的重要特征

       多维化、集成性、交互性、实时性

• 多媒体系统的基本组成

       硬件：计算机（MPC、图形工作站）、板卡（显示卡、音频卡、视频卡）、外部设备（触摸屏、扫描仪、摄像头）

       软件：系统软件（操作系统、驱动程序）、支持软件（素材制作工具、著作工具、编程语言）、应用软件

• 多媒体技术应用

    2.7.2多媒体系统的关键技术

• 视音频技术

       视音频编码：*.mpg、 *.avi、*.mov、*.mp4、 *.m、*.ogg和*.ta等

       视音频压缩方法：

                                  无损压缩（WAV、PCM、TTA. FLAC、AU、APE、TAK、WaPack (WV)等）

                                  有损压缩（MP3、Windows Media Audio (WMA)、Ogg Vorbis (OGG)等）

• 通信技术

       数据传输信道技术：指通信的物理介质，包括同轴电缆、双绞线、光纤、越洋海底电缆、微波信道、短波信道、无线通信和卫星通信等

       数据传输技术：指在物理介质上如何组织、传送数据的方法，包括基带传输、频带传输
及调制技术、同步技术、多路复用技术、数据交换技术、编码、加密、差错控制技术和数据通
信网、设备、协议等

• 数据压缩技术

       即时压缩和非即时压缩、数据压缩和文件压缩、无损压缩与有损压缩

       国际编码标准：

                               静态图像压缩编码的国际标准（JPEG）

                               动态图像视频编码标准（MPEG）

                               视频编解码器标准（H.26L）

• 虚拟现实（VR）/增强现实（AR）技术

       VR：

              虚拟实体是用计算机生成的一个逼真的实体
              用户可以通过人的自然技能(头部转动、眼动、手势或其他身体动作)与遂环境交互
              要借助一些三维传感设备来完成交互动作，常用的有头盔立体显示器、数据手套、数损
服装和三维鼠标等

       AR：

             计算机图形图像技术

             空间定位技术

             人文智能

       VR/AR技术主要分为：卓面式、分布式、沉浸式、增强式4种

       有待研究的关键技术：数据采集与优化传输技术（全向相机、高速摄像机、激光设备）、交互与情形实时再现技术（力觉反馈、触觉反馈）

2.8系统工程

    2.8.1系统工程概述

            系统工程是人们用科学方法解决复杂问题的一门技术

    2.8.2系统工程方法

• 霍尔的三维结构

       时间维、逻辑维、知识维组成的三维空间结构
       硬科学：工程建设项目、求最优解、为解决大型复杂系统的规划组织、管理问题提供了一种统一的思想方法，因而在世界各国得到了广泛应用

• 切克兰德方法

       软科学：比较与探寻

       步骤：认识问题、根底定义、建立概念模型、比较及探寻、选择、设计与实施、评估与反馈

• 并行工程方法

       目标：提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间

       强调：

                在产品的设计开发期间，将概念设计、结构设计、工艺设计、最终需求等结合起来，
保证以最快的速度按要求的质量完成
                各项工作由与此相关的项目小组完成
                依据适当的信息系统工具，反馈与协调整个项目的进行

• 综合集成法

       定性研究与定量研究有机结合，贯穿全过程
       科学理论与经验知识结合，把人们对客观事物的知识综合集成解决问题
       应用系统思想把多种学科结合起来进行综合研究
       根据复杂巨系统的层次结构，把宏观研究与微观研究统一起来
       必须有大型计算机系统支持，不仅有管理信息系统、决策支持系统等功能，而且还要
有综合集成的功能

• WSR系统方法

       方法论：物理、事理、人理（关系、感情、习惯、知识、利益、斗争、和解、和谐、管理）

       步骤：理解意图、制定目标、调查分析、构造策略、选择方案、协调关系、实现构想

    2.8.3系统工程的生命周期

• 生命周期阶段

       探索性研究阶段、概念阶段、开发阶段、生产阶段、使用阶段、保障阶段、退役阶段

• 生命周期方法

       计划驱动方法：特别关注文档的完整性、需求的可追溯性以及每种表示的事后验证

       渐进迭代式开发：

                                  为项目提供一个初始能力，随之提供连续交付以达到期望的系统。目标在于快速产生价值并提供快速响应能力
                                  适用于较小的、不太复杂的系统，重点在于灵活性

        精益开发：
                        思想是一种整体性的范式， 聚焦于向客户交付最大价值并使浪费活动最小
化、创造价值为目标不断地消除浪费

                        成功地应用于制造、飞机库管、行政管理、供应链管理、健康医疗、产品开发
和工程等领域
                        将精益原则、实践和工具应用到系统工程，以提升对系统利益攸关者的价
值交付
        敏捷开发：关键目标在于灵活性、敏捷联盟致力于开发迭代和敏捷的方法

    2.8.4基于模型的系统工程

• 建模语言

       SyML (Systems Modeling Langyage)，便于系统研制中对知识的理解、继承、重用和集成，便于各方的技术沟通

• 建模工具

       如专业的热学分析软件， 力学分析软件，可以从系统建模语言构建的系统模型中读取数据，进行分析、计算、优化后再把数据写回系统模型中，不断地迭代优化，大幅度提高工程分析的效率

• 建模思路

       研究适合自身的建模思路和工作流程，这需要在试点型号中探蒙应用，然后进行推广

2.9系统性能

    2.9.1性能指标

• 计算机的性能指标

        时钟频率(主频)、运算速度、运算精度、内存的存储容量、存储器的存取周期、数据处理速率(Processing Data Rate, PDR)、 吞吐率、各种响应时间、各种利用率、RASIS特性(即可靠性(Reliability)、 可用性(Availability)、 可维护性(Seniceability)、完整性和安全性( Integrity and Security)、平均故障响应时间、兼容性、可扩充性和性能价格比

• 路由器的性能指标

       设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、背靠背帧数、路由表能力、背板能力、丢包率、时延、时延抖动、VPN支持能力、内部时钟精度、队列管理机制、端口硬件队列数、分类业务带宽保证、RSVP、 IP DifSev CAR支持、冗余、热插拔组件、路由器冗余协议、网管、基于Wcb的管理、网管类型、带外网管支持、网管粒度、计费能力/协议、分组语音支持方式、协议支持、语音压缩能力、端口密度、信令支持

• 交换机的性能指标

       交换机类型、配置、支持的网络类型、最大ATM端口数、最大SONET端口数、最大FDDI端口数、背板吞吐量、缓冲区大小、最大MAC地址表大小、最大电源数、支持协议和标准、路由信息协议(RIP)、RIP2、开放式最短路径优先第2版、边界网关协议(BGP)、无类别域间路由(CIDR)、互联网成组管理协议(GMP)、距离矢量多播路由协议(DVMRP)、开放式最短路径优先多播路由协议(MOSPF)、协议无关的多播协议(PM)、资源预留协议(RSVP)、80.1p优先级标记，多队列、路由、支持第3层交换、支持多层(4-7层)交换、支持多协议路由、支持路由缓存、可支持最大路由表数、VLAN、最大VLAN数量、网管、支持网管类型、支持端口镜像、 QoS、支持基于策略的第2
层交换、每端口最大优先级队列数、支持基于策略的第3层交换、支持基于策略的应用级QoS、 支持最小最大带宽分配、冗余、热交换组件(管理卡、交换结构、接口模块、电源、冷却系统)、支持端口链路聚集协议、负载均衡

• 网络的性能指标

       设备级性能指标、网络级性能指标、应用级性能指标、用户级性能指标、吞吐量

• 操作系统的性能指标

       系统上下文切换、系统响应时间、系统的吞吐率(量)、系统资源利用率、可靠性和可移植性

• 数据库管理系统的性能指标

       数据库本身和管理系统两部分，有数据库的大小、数据库中表的数量、单个表的大小、表中允许的记录(行)数量、单个记录(行)的大小、表上所允许的素引数量、数据库所允许的索引数量、最大并发事务处理能力、负载均衡能力、最大连接数等

• Web服务器的性能指标

      最大并发连接数、响应延迟、吞吐量

    2.9.2性能计算

            性能指标计算的主要方法：定义法、公式法、程序检测法、仪器检测法
            常用的性能指标的计算过程(Milliois of lsrnuctons Per Scond, MIPS) 的计算方法、峰值
计算、等效指令速度(吉普森(Gibson) 法)

            在实际应用中，往往是对这些常用性能指标的复合计算，然后通过算法加权处理得到最终结果

    2.9.3性能设计

• 性能调整

       性能调整由查找和消除瓶预组成

• 何姆达尔解决方案

        定义了采用特定部件所取得的加速比

    2.9.4性能评估

• 基准测试程序

       真实的程序、核心程序、小型基准程序、合成基准程序，准确程度依次递减

• Web服务器的性能评估

       最大并发连接数、响应延迟和吞吐量等。常见的Web服务器性能评测方法有基准性能测试、压力测试、可靠性测试

• 系统监视

       系统本身提供的命令，如UNIX/Linux中的W、ps、last, Windows中的netstat等

       通过系统记录文件查阅系统在特定时间内的运行状态
       集成命令、文件记录和可视化技术，如Windows的Perfmon应用程序