系统分析师：五、系统配置与性能评价

目录

一、性能指标

二、阿姆达尔解决方案

三、性能评价方法

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一、性能指标

        性能指标总体如下：

主频：也称时钟频率，主频越高，意味着CPU工作速度越快。它的倒数就是时钟周期。

CPI：每条指令执行锁需要的时钟周期数。

IPC：每个时钟周期执行的指令条数。CPI和IPC互为倒数。

MIPS：每秒能执行的百万条指令数。

MFLOPS：每秒百万次浮点运算。

吞吐量：给定时间内系统所能处理(输入、处理、输出)的任务数量。突出 输入、处理、输出。

吞吐率：单位时间内数据传输或被处理的数据量。突出 输入输出，弱化了处理。吞吐量也可以等价于吞吐率。

二、阿姆达尔解决方案

      系统的性能由多个组件决定，改进某组件，也可使整个系统的性能提高。

        阿姆达尔定律：对系统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，取决于该组件的使用频率，或所占总执行时间的比例。

        加速比：优化后的执行时间/未优化的执行时间。

        所以，阿姆达尔定律的加速比为：R=T(优化前)/T(优化后)

        由于系统缩短的时间是改进的组件造成的，而组件执行时间占比(F)和组件加快速度(S)已知的话，那么这个加速比公式就可以改为如下：

        T(优化后)=T(优化前)×(1-F+F/S)  =》   R = 1/(1-F+F/S)

        其中 1-F 为其它组件的运行时间比例，F/S 为优化后的时间比例。

        比如：系统优化前总共时间就是10s其它组件5s，组件优化前需要5s，比例各为1/2。若组件速度提升10倍速度，则组件优化后0.5s，加速比为：10/5.5。

        用公式 R = 1/(1-F+F/S) = 1/(1-0.5+0.5/10)=1/0.55。与上面直接用时间计算的结果一致。

三、性能评价方法

        1、时钟频率法：用CPU时钟频率来衡量计算机的速度。

        2、指令执行速度法：用加法指令运算速度来衡量计算机的速度。主要单位是MIPS或MFLOPS，后者用于衡量计算机的科学计算速度。

        3、等效指令速度法：对各类指令执行时间和比例求和得到计算速度。

        4、数据处理速率法：由于各类指令使用频率不同，用固定比例方法比较局限，数据长度与指令功能强弱对计算的速度影响也大。数据处理速率法通过计算PDR值来衡量机器性能。PDR值与每条指令的操作数平均位数和平均运算速度有关。

        5、综合理论性能法：用CTP(每秒百万次理论运算)衡量性能。

        6、基准程序法：把应用程序中用的最多最频繁的那部分核心程序作为计算机性能评估标准。