某计算机系统的CPU主频为2.8GHz。某应用程序包括3类指令，各类指令的CPI(执行每条指令..

第 4 题

某计算机系统的CPU 主频为2.8GHz。某应用程序包括3类指令，各类指令的CPI(执行每条指令所需要的时钟周期数)及指令比例如下表所示。执行该应用程序时的平均CPI为（4）；运算速度用MIPS表示，约为（ 5）。

A. 2.5

B. 3

C. 3.5

D. 4

第5题

2020年下半年

· CPU

· 指令

· 主频

计算机系统的性能评价

性能评测常用方法

（1）时钟频率。计算机的时钟频率在一定程度上反映了机器速度。一般来讲，主频越快速度越快。

（2）指令执行速度。速度是计算机的主要性能指标之一，在计算机发展初期，曾用加法指令的运算速度来衡量计算机的速度。

（3）等效指令速度法。统计各类指令在程序中所占的比例，并进行折算。设某类指令i在程序中所占比例为ω_i，执行时间为t_i，则等效指令时间为

式中n为指令的种类数。

（4）数据处理速率（PDR）法。采用计算PDR值的方法来衡量机器性能，PDR值越大，机器性能越好，PDR与每条指令和每个操作数的平均位数以及每条指令的平均运算速度有关。

（5）核心程序法。把应用程序中用得最频繁的那部分核心程序作为评价计算机性能的标准程序，在不同的机器上运行，测得其执行时间，作为各类机器性能评价的依据。

基准测试程序

基准测试程序法是目前一致承认的测试性能的较好方法，有多种多样的基准程序，如主要测试整数性能的基准程序，测试浮点性能的基准程序等。常见的基准测试程序有以下4种。

.整数测试程序。

.浮点测试程序。

.SPEC基准测试程序。

.TPC基准程序。

CPU

CPU即中央处理器，它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然，这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件（如内存）的协同工作的基础上的。单就CPU而言，考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数，等。

运算速度

运算速度是计算机工作能力和生产效率的主要表征，取决于给定时间内CPU所能处理的数据量和CPU的主频。

指令

指令是指挥计算机完成各种操作的基本命令。

（1）指令格式。计算机的指令由操作码字段和操作数字段两部分组成。

（2）指令长度。指令长度有固定长度的和可变长度的两种。有些RISC的指令是固定长度的，但目前多数计算机系统的指令是可变长度的。指令长度通常取8的倍数。

（3）指令种类。指令有数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令等类型。

主频

主频是CPU的时钟频率（CPU Clock Speed），或者说是CPU运算时的工作频率。一般主频越高，一个时钟周期里面执行的指令数也越多，CPU的速度也越快。外频是系统总线的工作频率，倍频则是CPU外频与主频相差的倍数，因此，主频=外频×倍频。

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