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「组成原理」概论-计算机性能

「组成原理」概论-计算机性能

作者: 讲故事的万物 | 来源:发表于2020-02-26 12:19 被阅读0次

世间万物,都是因为有了差异,才有了思想,才会进步,进化。

计算机系统性能评价对于计算机设计和应用都有重要意义,所以我们要掌握这个方法。已知对计算机系统性能的评价基本有两个指标,非时间指标和时间指标。

目录:
|— 新名词
|— 计算机性能指标
|—— | 非时间指标
|—— | 时间指标
|—— | 执行一段程序所需时间
|— 计算机性能测试

新名词

  1. 机器字长: 指机器一次能处理的二进制位数。 运算器
    • 由加法器、寄存器位数决定;

    • 一般与内部寄存器位数相等

    • 字长越长,表示数据范围大,精度高。
      -常见32,64位。

    • 做最基本的加减乘除的小孩多了就组成计算机

  2. 主存容量:一台计算机贮存包含的存储单元总数(内存大小)
  3. 存储带宽:单位时间内,UPC与主存交换二进制信息量,单位B/s(字节/秒)。
  4. 总线宽度:数据总线一次能并行传送带最大信息位数。


有的计算机内部与外部总线宽度不一致

  1. 主频(f)/时钟周期(T):主频f指cpu内核工作的时钟频率,即CPU内数字脉冲信号震荡速率,与CPU实际运算能力之间关系不唯一。
    时钟周期是计算机中最小时间单位(是时间单位!),一个时钟周期内,cpu仅完成一个最基本动作。f和T互为倒数。
  2. 外频:CPU内存与主板之间同步到时钟频率。
  3. 倍频:CPU主频与外频之间的倍数。(超频就是调节这个倍数了。)
  4. CPI:程序中执行一条指令平均需要T的数量。
    CPI=程序中所有指令的T之和/程序中指令总数=∑(程序中各类指令的CPI×指令所占比例)
  5. MIPS:每秒CPU能执行指令总条数。单位:百万条/秒

CPI和MIPS有很多人会搞混,我们做一个比较吧

区别 CPI MIPS
单位 t 百万条/s
意义 CPU时间/程序中指令总数 每秒CPU执行指令条数
公式 \frac{CPU时间}{n总} \frac{f}{CPI×10^6} (全性能公式)
  1. CPU时间:程序中所有指令时钟周期数之和×T=程序中所有指令时钟周期数之/f;(即执行程序所需时间)

计算机性能指标

非时间指标

机器字长、主存容量、存储带宽、总线宽度。

时间指标

主频f/时钟周期T、外频、倍频、CPI、MIPS、CPU时间

执行一段程序所需时间

执行一段程序所需时间=CPU时间+I/O时间+存储访问时间+各类排队时延等

计算机性能测试。

不重要,略。

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