作者:admin,发布日期:2022-09-14
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计算机系统性能评价

非机器指标

字长

一次能处理的二进制位数
与寄存器位数和总线的位数一致
字长越长,表示数据范围越大,越精确

总线宽度

数据总线一次能够并行传输的最大信息位数

主存容量与存储带宽

内存大小(扩展收到地址线总线的限制)
存储带宽:常用单位B/s(字节/秒)

时间指标

主频(f)

数字脉冲信号震荡的速率
与运算能力并不是直接的关系

时钟周期(T)

节拍周期
最基本的,最小的时间单位
cpu内部两个功能部件之间传递信息所需要的最短时间
T = 1/f
主频不能无限制往上调,受到时钟周期的限制
f=100Mhz
T = 1/100 000 000 = 0.00000001
f=1Ghz
T = 1/ 1000 000 000 = 0.000000001
0.001s = 1ms 0.000001s = 1us 0.000000001s = 1 ns

外频

CPU(内存)与主板之间同步的时钟频率

倍频

CPU主频与外频之间的倍数
主频= 外频 倍频 2.4Ghz = 2400 Mhz = 133 Mhz 18倍频

CPI

执行一条指令(平均)需要的时钟周期数(T周期的个数) - 单条指令CPU - 一段程序中所有指令的CPI - 指令系统CPI

CPI的计算

所有指令的周期数之和 / 程序中指令总数
各类指令的CPI * 各类指令的比例

IPC

每个时钟周期要执行多少条指令

MIPS

每秒钟CPU能执行的指令总条数
MIPS = 指令条数/执行时间(10^6)
(10 ^ 6是因为以百万做单位)
所有指令CPU时钟周期数之和/f = 执行时间
= 指令条数 / (所有指令CPU时钟周期数之和/f)
10 ^ 6
= f / CPI * 10^6(全性能公式)

CPU时间

执行一段程序所需的时间
CPU时间+IO时间+存储访问时间+各类排队时延(主要还是CPU时间)
CPU时间 = 程序中所有指令的时钟周期数之和 * T
= 程序中所有指令的时钟周期数之和 / f

通过CPI计算CPU时间

= 总指令数 CPI T

通过MIPS计算CPU时间

MIPS = 指令条数/执行时间(10^6)
通过变换 执行时间 = 指令数量 / MIPS
10 ^ 6
(相当于通过MIPS公式倒推出时间)

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