计算机系统概述（三、计算机的性能指标）

最新推荐文章于 2024-09-29 10:16:54 发布

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本文详细介绍了计算机性能的主要指标，包括机器字长、数据通路带宽、主存容量等硬件参数，以及吞吐量、响应时间、主频等运行性能指标，并解释了这些指标之间的相互关系。

说明：本章节仅限于作者个人对王道考研书的学习总结和研究，内容如侵权，联系我删除！！！

机器字长	计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数，与CPU的寄存器、加法器有关。
数据通路带宽	指数据总线一次所能并行传送信息的位数。这里指的是外部数据总线的宽度，与CPU内部的数据总线宽度可能不一致。
主存容量	主存储器所能存储信息的最大容量，通常以字节来衡量。存储字的数量x存储字长表示。
运算速度	1）吞吐量和响应时间。 2）主频和CPU时钟周期。 3）CPI。 4）CPU执行时间。 5）MIPS。 6）MFLOPS、GFLOPS、TFLOPS、PFLOPS、EFLOPS和ZFLOPS.
基准程序

主存储器总容量= $2^{n(MAR))}$ xn(MDR)

例如：MAR=32位，MDR=8位。

则主存容量= $2^{32}$ x8b=32Gb=32/8GB=4GB。(1B=8b)

吞吐量	系统在单位时间内处理请求的数量。主要与主存的存取周期有关。
响应时间	用户向计算机发送一个请求，到系统对该请求做出响应并获得所需结果的等待时间。包括CPU时间和等待时间。
CPU时钟周期	为主频的倒数。是CPU中最小的时间单位。执行每个指令的动作至少需要1个时钟周期。
主频	机器内部主时钟的频率，对同一个型号的计算机，主频越高，完成指令的一个执行步骤所用时间越短，执行指令的速度越快。1HZ表示每秒1次。
CPI	执行一条指令所需的时钟周期数。一般来说CPI指的是平均值。
CPU执行时间	CPU执行时间=CPU时钟周期数/主频=（指令条数xCPI)/主频
MIPS	每秒执行多少百万条指令。MIPS=指令条数/（执行时间x $10^{6}$ ） =主频/（CPIx $10^{6}$ ）
MFLOPS	每秒执行多少百万次浮点运算。MFLOPS=浮点操作次数/（执行时间x $10^{6 }$ ）
GFLOPS	每秒执行多少十亿次浮点运算。GFLOPS=浮点操作次数/（执行时间x $10^{9 }$ ）
TFLOPS	每秒执行多少万亿次浮点运算。TFLOPS=浮点操作次数/（执行时间x $10^{12 }$ ）
PFLOPS	PFLOPS=浮点操作次数/（执行时间x $10^{15 }$ ）
EFLOPS	EFLOPS=浮点操作次数/（执行时间x $10^{18}$ ）
ZFLOPS	ZFLOPS=浮点操作次数/（执行时间x $10^{21}$ ）