1.3 计算机的性能指标

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1.3 计算机的性能指标

1.存储器的性能指标
    1.MAR位数反应存储单元的个数（最多支持多少个，实际上可能比这个小）
    2.MDR位数=存储字长=每个存储单元的大小
    3.总容量=存储单元个数*存储字长（bit）
         =2^MAR位数*MDR位数（bit）
2.CPU的性能指标
    1.CPU主频：CPU内数字脉冲信号振荡的频率
        CPU时钟周期=1/CPU主频
        表示一秒有多少个时钟周期
    2.CPI（Clock cycle Per Instruction）
        执行一条指令所需的时钟周期
        不同的指令CPI不同
        甚至相同的指令，CPI也有可能有变化
        我们一般讨论的是平均执行1条指令所需要的时钟周期
            则：执行一条指令的耗时=CPI*CPU时钟周期
        CPU执行时间（整个程序耗时）=CPU时钟周期数/主频
                               =（指令条数*CPI）/主频
    3.IPS（Instructions Per Second）：每秒执行多少条指令
        IPS=主频/平均CPI
            1/平均CPI表示每一个时钟周期执行多少条命令
            乘以主频之后表示每秒执行多少条命令（主频表示一秒有多少个时钟周期）
        KIPS（每秒执行多少千次指令）、MIPS（每秒执行多少百万次指令）
    4.FLOPS（Floating-point Operations Per Second）
        每秒执行多少次浮点操作
        KFLOPS（每秒执行多少千次浮点操作）、MFLOPS（每秒执行多少百万次浮点操作）、
        GFLOPS（每秒执行多少十亿次浮点操作）、TFLOPS（每秒执行多少万亿次浮点操作）
        这里的K、M、G、T与存储容量的K、M、G、T不一样，
        存储容量的基数是2^10，而这里的K、M、G、T的基数是1000
3.系统整体的性能指标
    1.数据通路带宽：数据总线一次能并行传送信息的位数
        （各硬件部件通过数据总线传输数据，比如CPU与主存，主存与外部设备）
    2.吞吐量
        系统在单位时间内处理请求的数量 
    3.响应时间
        指从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它所需要的结果的等待时间
4.几个问题，答案都是不一定
    1.主频高的CPU一定比主频低的CPU快吗？
        不一定，还要看CPI
    2.若A、B两个CPU的平均CPI相同，且A的主频比B高，那么A一定更快吗？
        不一定，还要看指令系统，如A不支持乘法指令、但是B不支持乘法指令
    3.基准程序执行得越快说明机器性能越好吗？
        不一定，基准程序中的语句存在频度差异，运行结果也不能完全说明问题