計算機系統的性能評價

計算機系統的性能評價

對於計算機系統的性能評價主要包括兩個指標：非時間指標和時間指標。

• 非時間指標
  （1）機器字長：指機器一次能處理的二進制位數。
  
• 由加法器、寄存器的位數決定
• 一般與內部寄存器的位數相等
• 字長越長，表示數據範圍越大
• 目前常見的有32位和64位字長

（2）總線寬度：數據總線一次能並行傳送的最大信息的位數。

• 一般指運算器與存儲器之間的數據總線位數
• 有些計算機內部與外部數據總線寬度不一致
• 8086、80286、80386內外數據總線等寬
• 8088、80386SX外部總線寬度8位，內部總線寬度16位
• Pentium外總線64位，內總線32位（兩條32位流水線）

（3）主存容量與存儲帶寬：

• 主存容量：是指一臺計算機主存所包含的存儲單元總數。

• 存儲帶寬：指單位時間內與主存交換的二進制信息量，常用單位B/s.（影響存儲帶寬的指標包括數據位寬和數據傳輸速率）

• 時間指標
  （1）主頻f、時鐘週期T，外頻、倍頻

• 主頻f:指CPU內核工作的時鐘頻率，即CPU內數字脈衝信號震盪的頻率，與CPU的實際運算能力之間不是唯一的、直接的關係。

• 時鐘週期T：也稱節拍週期，是計算機中最基本的、最小的時間單位。

• f=1/T

• 外頻：CPU（主存）與主板之間同步的時鐘頻率（系統總線的工作頻率）

• 倍頻：CPU主頻與外頻之間的倍數 主頻=外頻*倍頻

（2）CPI（Clock cyclys per Instruction）
即執行一條指令所需的時鐘週期數
CPI = 程序中所有指令的時鐘週期數之和/程序指令總數 = ∑（程序中各類指令的CPI*程序中該指令的比例）

（3）IPC（Instruction per clock）
即每個時鐘週期內執行的指令條數（並行執行）

實際上頻率和IPC在真正影響CPU的性能，由英特爾提出的CPU性能=IPC*頻率被廣泛認可。

（4）MIPS（Million Instructions per Second）

（4）CPU時間

• CPU時間的計算方法