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计算机系统性能指标以系统响应时间和作业吞吐量为代表。响应时间(Elapsed Time)是指用户从输入信息到服务器完成任务给出响应的时间,即计算机系统完成某一任务(程序)所花费的时间,比如存储器访问、输入/输出等待、操作系统开销等。作业吞吐量是整个服务器在单位时间内完成的任务量。假定用户不间断地输入请求,则在系统资源充裕的情况下,单个用户的吞吐量与响应时间成反比,即响应时间越短,吞吐量越大。为了缩短某一用户或服务的响应时间,可以分配给它更多的资源。性能调整就是根据应用要求和服务器具体运行环境和状态,改变各个用户和服务程序所分配的系统资源,充分发挥系统能力,用尽量少的资源满足用户要求,达到为更多用户服务的目的。
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计算机性能的其他常用指标还包括MIPS (Million Instruction Per Second)和MFLOPS(Million Floating-point Instruction Per Second)。
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(1) MIPS=指令数/(执行时间×1000000)。
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① MIPS大小和指令集有关,不同指令集的计算机间的MIPS不能比较。
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②在同一台计算机上MIPS是变化的,因程序不同而变化。
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⑤MIPS中,除包含运算指令外,还包含取数、存数、转移等指令在内。
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⑦相对MIPS指相对参照机而言的MIPS,通常用VAX-11/780机处理能力为1MIPS。
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(2)MFLOPS=浮点指令数/(执行时间×1000000)。
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④MFLOPS与MIPS关系:1MFLOPS≈3MIPS。
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⑤MFLOPS仅仅只能用来衡量计算机浮点操作的性能,而不能体现计算机的整体性能。例如编译程序,不管计算机的性能有多好,它的MFLOPS不会太高。
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⑥MFLOPS是基于操作而非指令的,所以它可以用来比较两种不同的计算机。
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⑦MFLOPS依赖于操作类型。例如100%的浮点加要远快于100%的浮点除。
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⑧单个程序的MFLOPS值并不能反映计算机的性能。
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计算机性能评价技术可用于开发中和开发后的系统评价。主要包括三种技术:分析技术、模拟技术、测量技术。
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分析技术是在一定假设条件下,计算机系统参数与性能指标参数之间存在着某种函数关系,按其工作负载的驱动条件列出方程,用数学方法求解。其特点是具有理论的严密性,节约人力和物力,可应用于设计中的系统。它的数学工具主要是利用排队论模型进行分析。
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模拟技术首先是对于被评价系统的运行特性建立系统模型,按系统可能有的工作负载特性建立工作负载模型;随后编写模拟程序,模仿被评价系统的运行;设计模拟实验,依照评价目标,选择与目标有关因素,得出实验值,再进行统计、分析。其特点在于可应用于设计中或实际应用中的系统,可与分析技术相结合,构成一个混合系统。分析和模拟技术最后均需要通过测量技术验证。
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测量技术则是对于已投入使用的系统进行测量,通常采用不同层次的基准测试程序评估。其评估层次包括实际应用程序、核心程序、合成测试程序三个层次,但必须均为国际性组织认可的程序,同时需要对评估结果进行分析和统计以保证其准确性。
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常用的国际认可的用来测试机器性能的测试基准测试程序(按评价准确性递减的顺序):
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运行例如C编译程序、Tex、字处理软件、CAD工具等。
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从实际的程序中抽取少量关键循环程序段,并用它们来评价计算机的性能。
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简单基准测试程序通常只有10~100行而且运行结果是可以预知的。
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为了体现平均执行而人为编制的,类似于核心程序,没有任何用户真正运行综合基准测试程序。
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