计算机性能评价指标

现代计算机的软件系统与硬件系统是极其复杂的.由于计算机系统所具有的庞大规模与复杂性,再加上硬件设计者采用了大量的性能改进方法,使得性能评价及其困难。
但是,对于挑选计算机产品来说,性能是很重要的评价指标。精确得测量和比较不同计算机的性能不仅对于购买者很重要,对于计算机设计者也是如此。
性能的评价有多种方式,我们先谈下性能的定义,再从用户与设计者的角度谈一下如何度量计算机的性能。

性能的定义

先来看看“性能”的百度百科词条解释:

“性能指,机械、器材、物品等所具有的性质和功能。产品性能是指产品在一定条件下,实现预定目的或者规定用途的能力”

如何才能证明一台计算机比另外一台计算机具有更好的性能呢?
我们做为用户,常常不会想太多,只会想”电脑反应快就行了“。
那就假定用速度来定义性能,但接下来我们会发现两种不同的速度定义:

  • 如果你关心一个程序(假定是一个模拟大气运行的程序)的运行速度,那么对于两台不同的计算机,自然是先完成计算的那台计算机更快。
  • 但是如果你想运行一批程序(假定有50个不同的程序),那么对于那么对于两台不同的计算机,先完成所有计算的计算机更快。
  • 上面两种定义很容易理解,就好像我们比较只能一次运输一个人的赛车更快还是一次能运输50个人的大巴哪个更快的问题。

通过前面讨论的关于”计算机谁更快“的简单例子,我们就不难理解一台计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某项指标来决定的,而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。

还可以通过前面的简单例子引申出两个概念:

  • 响应时间(response time):也可以称为执行时间(execution time),是计算机完成某任务所需的总时间。任务执行时会有许多因素影响总时间,比如CPU执行时间,Cache访问时间,硬盘访问时间,操作系统开销等。
  • 吞吐率(throughput):表示在单位时间内完成的任务数量。也可以称为带宽(bandwidth)。

性能的度量

作为计算机用户我们关心的是时间,通常以秒计算,时间可以根据计量方式选用不同的表示方法。

  • 墙上时钟时间(wall clock time):也称为响应时间,消逝时间(elapsed time),表示完成任务所需的总时间,这是通常我们作为用户感受到时间。
  • CPU执行时间(CPU execute time):表示在CPU上花费的时间,而不包括等待I/O或运行其他程序的时间。
  • CPU执行时间还可以进一步划分为用户CPU时间(user CPU time)系统CPU时间(user CPU time) 前者指在程序本身所花费的CPU时间,后者指为执行程序而花费在操作系统上的时间。

作为计算机设计者,他们则需要考虑怎么度量硬件完成基本功能的速度,通常用时钟周期来计算。

  • 时钟周期(clock cycle):驱动硬件的时钟间隔时间。
  • 时钟频率(clock rate):时钟周期的倒数。
  • 时钟长度(time slice length):每个时钟周期持续的时间长度。

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转载自blog.csdn.net/engineerxin/article/details/82084537