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知识路径： > 计算机系统基础知识 > 硬件基础知识 > 可靠性与系统性能评测基础知识 > 计算机系统性能评估方法 > 计算机系统的性能评价 >
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考试要求：掌握
相关知识点：2个
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（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，主频越高，速度越快。但是，相同频率、不同体系结构的机器，其速度可能会相差很多倍，因此还需要用其他方法来测定机器性能。
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（2）指令执行速度。在计算机发展的初期，曾用加法指令的运算速度来衡量计算机的速度，速度是计算机的主要性能指标之一。因为加法指令的运算速度大体上可反映出乘法、除法等其他算术运算的速度，而且逻辑运算、转移指令等简单指令的执行时间往往设计成与加法指令相同，因此加法指令的运算速度有一定代表性。当时表征机器运算速度的单位是KIPS（每秒千条指令），后来随着机器运算速度的提高，计量单位由KIPS发展到MIPS（每秒百万条指令）。
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（3）等效指令速度法。随着计算机指令系统的发展，指令的种类大大增加，用单种指令的MIPS值来表征机器的运算速度的局限性日益暴露，因此很快就出现了改进的办法，称之为吉普森（Gibson）混合法或等效指令速度法。
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等效指令速度法统计各类指令在程序中所占比例，并进行折算。设某类指令i在程序中所占比例为wi，执行时间为ti，则等效指令的执行时间为：
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（4）数据处理速率（Processing Data Rate，PDR）法。因为在不同程序中，各类指令的使用频率是不同的，所以固定比例方法存在着很大的局限性，而且数据长度与指令功能的强弱对解题的速度影响极大。同时，这种方法也不能反映现代计算机中高速缓冲存储器（Cache）、流水线和交叉存储等结构的影响。具有这种结构的计算机的性能不仅与指令的执行频率有关，而且也与指令的执行顺序与地址分布有关。
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采用计算PDR值的方法来衡量机器性能时，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，其计算方法如下：
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其中，L=0.85G+0.15H+0.4J+0.15K，R=0.85M+0.09N+0.06P。
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此外，还做了如下规定：G>20位，H>30位；从主存取一条指令的时间等于取一个字的时间；指令与操作数存放在主存，无变址或间址操作；允许有并行或先行取指令功能，此时选择平均取指令时间。PDR值主要对CPU和主存储器的速度进行度量，但不适合衡量机器的整体速度，因为它没有涉及Cache、多功能部件等技术对性能的影响。
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（5）核心程序法。上述性能评价方法主要是针对CPU（有时包括主存），它没有考虑诸如I/O结构、操作系统、编译程序的效率等系统性能的影响，因此难以准确评价计算机的实际工作能力。
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核心程序法是研究较多的一种方法，它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。机器软硬件结构的特点能在核心程序中得到反映，但是核心程序各部分之间的联系较小。由于程序短，所以访问存储器的局部性特征很明显，以致Cache的命中率比一般程序高。
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