【正文】 不同指令的執(zhí)行時間不同，所以在同一臺計算機上運行不同程序時，測得的MIPS指標(biāo)可能不同。 （ 3）大型計算機或向量計算機上常用的是較復(fù)雜的浮點指令，所以如果單純比較 MIPS，這些大型計算機或向量計算機的性能在表面上甚至比不上以定點數(shù)運算為主的小型機或個人計算機 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 3. 處理速度 CPI = 一個程序的 CPU時鐘周期數(shù) /該程序的指令條數(shù) CPI是一個衡量計算機組成設(shè)計優(yōu)劣、計算機性能高低的有效指標(biāo)，當(dāng)今微處理器的 CPI普遍小于 1。 以上指標(biāo)都是針對計算機的綜合性能而制定的。在用戶決定購買或使用哪種機器最適合他們的應(yīng)用需求時，往往是運行一些具有代表性的典型應(yīng)用程序來做出判斷，這樣的典型應(yīng)用程序被為“基準(zhǔn)程序 (Benchmark)”。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 4. 主頻 處理器的工作是在主時鐘的控制下進(jìn)行的，主時鐘的頻率叫做處理器的主頻。主頻的倒數(shù)叫做時鐘周期。 執(zhí)行一個程序所需的處理器時間可用“該程序的指令條數(shù) ?CPI?時鐘周期”來估算。 提高主頻有助于縮短程序的執(zhí)行時間。早期處理器的主頻在幾兆赫 (MHz)到幾百兆赫之間，隨著器件技術(shù)的迅速發(fā)展，目前主流處理器的主頻已經(jīng)達(dá)到上千兆赫茲 (GHz)。但處理器性能的提高并不能與主頻的提高一起線性增長。相反，主頻的提高卻帶來了功耗增加、產(chǎn)生熱量高等一系列問題。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 5. 存儲器的存取周期 對存儲器進(jìn)行一次完整的讀 /寫操作所需的全部時間，也是連續(xù)對存儲器進(jìn)行存 /取的最小時間間隔，稱為存儲器的存取周期。半導(dǎo)體存儲器的存取周期通常在十幾到上百納秒 (109秒， ns)之間，磁盤的存取周期一般在 10毫秒 (103秒，ms)以上。 隨著主頻和片內(nèi)晶體管數(shù)量的不斷提高，處理器的功耗也不斷升高，現(xiàn)代處理器功耗的峰值已經(jīng)超過 100瓦。 在移動計算領(lǐng)域，功耗是壓倒一切的性能指標(biāo)。 “綠色計算” /“低功耗計算”成為研究與開發(fā)的熱點。 2022/2/16 6. 功耗 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 7. 軟件兼容性 軟件兼容可分為向上（下）兼容和向前（后）兼容。 “向上（下）兼容 ”是指為某檔機器編制的軟件，不加修改就可以正確運行在比它更高（低）檔的機器上； “向前（后）兼容 ”是指為某個時期投入市場的某種型號機器編制的軟件，不加修改就可以正確運行在比它早（晚）投入市場的相同型號機器上。 系列機之間必須能夠做到“向后兼容” ，力爭做到“向上兼容”，對于“向下兼容”或“向前兼容”不做要求。 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 8. 系統(tǒng)軟件配置 常見的系統(tǒng)軟件有操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、文本編輯器、高級語言程序開發(fā)環(huán)境、互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器等。不同的系統(tǒng)軟件性能不同，價格也差別很大 。 吞吐率是指計算機系統(tǒng)在單位時間內(nèi)完成的任務(wù)數(shù)。 響應(yīng)時間是指用戶在輸入命令或數(shù)據(jù)后到得到第一個結(jié)果的時間間隔 。 用戶關(guān)心響應(yīng)時間，系統(tǒng)管理員關(guān)心吞吐率。 2022/2/16 9. 吞吐率與響應(yīng)時間 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 10. 輔助存儲器容量 輔存容量決定了計算機系統(tǒng)所能夠存儲的信息總量。輔助存儲器的組成形式有：單一的硬盤、硬盤陣列、磁帶庫、光盤。單一硬盤的容量可達(dá)幾十 GB、甚至上百 GB，而磁帶庫的容量則在幾千 TB以上。 可靠性 (Reliability)、可用性 (Availability)、可服務(wù)性 /可維護性 (Serviceability)、完整性 (Integrality)和安全性(Security)統(tǒng)稱為 RASIS特性?？煽啃杂?“平均無故障時間(Mean Time To Failure， MTTF)”或 “平均故障間隔時間(Mean Time Between Failure， MTBF)”來衡量，可服務(wù)性/可維護性用 “平均修復(fù)時間 (Mean Time To Repair，MTTR)”來衡量。 2022/2/16 11. RASIS特性 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 12. 可擴縮性 (Scalability) 如果一個計算機系統(tǒng)能夠在保持軟件兼容性的同時，不僅可以通過向上擴展（即增加資源）來提供更高的性能和更強的功能，還能夠通過向下收縮（即減少資源）來降低價格，則稱這個計算機系統(tǒng)具有可擴縮性 。 為了拓展計算機系統(tǒng)的功能，需要為它配置相應(yīng)的外設(shè)。通常計算機系統(tǒng)要盡可能滿足用戶配備不同類型、不同數(shù)量外設(shè)的需求。所以主機與外設(shè)的接口應(yīng)該設(shè)計成可擴縮的 。 2022/2/16 13. 外設(shè)的配置 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 4 電子計算機的性能評價 2022年研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計算機專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試試題 假定基準(zhǔn)程序 A在某計算機上的運行時間為 100秒，其中 90秒為 CPU時間，其余為 I/O時間。若 CPU速度提高 50%，I/O速度不變，則運行程序 A所耗費的時間是 。 A． 55秒 B． 60秒 C． 65秒 D． 70秒 答：執(zhí)行時間 =CPU時間 + I/O時間=90/(1+50%)+10=90/+10=60+10=70秒。故選 D。 2022年研究生入學(xué)統(tǒng)一考試計算機專業(yè)基礎(chǔ)綜合考試試題 下列選項中，描述浮點數(shù)操作速度指標(biāo)的是 。 A． MIPS B． CPI C． IPC D． MFLOPS 答：只有選項 D帶“ F（意味著浮點數(shù)）”，不選 D，還能選啥！ 2022/2/16 哈爾濱工業(yè)大學(xué)軟件學(xué)院 李東 教授 計算機組成原理 2 . 5 電子計算機的特點與發(fā)展趨勢 2. 5. 1 電子計算機的特點 2. 5. 2 電子計算機發(fā)展的動力 2. 5. 3電子計算機的發(fā)展趨勢 請同學(xué)們自行閱讀學(xué)習(xí) 2022/2/1