06系统配置与性能评价

01-计算机的性能指标介绍

2021-08-15 55 0

简介 本文主要介绍计算机相关的性能指标,包括CPU周期、MIPS、IPC、CPI、MFLOPS等,阿姆达尔定律。

计算机相关的性能指标

    字长: 32位, 64位, 表示计算机一次能够对32或64bit位的处理。

    数据通路宽度:数据总线一次所能并行传送的位数,称为数据通路宽度,CPU内部的数据通路宽度一般等于基本字长,而外部的数据通路宽度取决于系统总线.

    主存容量和存取速度: 计算机的内存多大、存取的速度为多少


    CPI : Clockcycle Per Instruction, 每条指令执行时所花费的平均时钟周期数。

    IPC :instruction per clock , CPU每一时钟周期内所执行的指令多少

    MIPS, Million Instructions Per Second 每秒可以执行百万条指令的数量

    MFLOPS = 浮点操作次数 / (执行时间 * 10^6)  ( MFLOPS, Million Floating-point Operations per Second)

    响应时间(RT, Response Time)


阿姆达尔定律,阿姆达尔解决方案

    对系统中某组件采用某种更快的执行方式,所获得的系统性能的改变程度,取决于该组件被使用的频率,或所占总执行时间的比例。加速比计算公式如下:

upfile


    对系统中某组件采用更快的执行方式,所获得的系统性能的改变程度,取决于组件被使用的频率,或所占用总执行时间的比例。

    如果升级系统中所有的部件,往往成本比较高,所以提升部分部件。全面提升,可能得不偿失。  经济学界 2-8定律 

    1- Fe  为不能改进的部分

    Fe为能改进的部分, Se为原来条件系统执行时间与改进后的执行时间比例(大于1)



扩展了解


    机器字长称基本字长 ,它是指参与运算的数的基本位数 。也就是 CPU 在同一时间内能一次处理的二进制数的位数 。 机器字长标志着计算精度 ,也反映寄存器 、运算部件和数据总线的位数 。 机器字长越长 ,操作数的位数越多 ,计算精度也就越高 ,但相应部件的位数也会增多 ,使硬件成本随着增高 。 为了较好地协调计算精度与硬件成本的制约关系,针对不同需求 ,大多数计算机允许采用变字长运算 ,即允许硬件实现以字节为单位的运算以及某种基本字长或双字长的运算 ,通过软件实现多字长运算 。数据通路宽度是指数据总线一次所能并行传送信息的位数 ,它影响计算机的有效处理速度 。 数据通路宽度分为 CPU 内部和 CPU 外部两种情况 。 CPU 内部数据通路宽度一般等于机器字长 ,即内部数据线的位数 ;而 CPU 外部数据通路宽度则等于系统数据总线一次所能并行传送信息的位数 ,即 CPU 与主存 、输入输出设备之间一次数据传送的信息位数 。 有的 CPU 内 、外数据通路宽度一样 ,而有的 CPU 内 、外数据通路宽度则不同 。例如 ,Pentium 微处理器的内部数据线为 32 位 ,而外部数据线为 64 位 。还需要说明的一个概念是字(Word) ,字实际上只能算作一个计量单位 ,对于系列机来说 ,字的长度是固定的 。 例如 ,在 80x86 系列中 ,一个字等于 16 位 。 所以将 16 位的数据称为单字 ,32 位的数据称为双字 ,64 位的数据称为四倍字 。 在 IBM 303X 系列中 ,一个字等于 32 位 。 所以将 16 位的数据称为半字 ,32 位的数据称为单字 ,64 位的数据称为双字 。


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