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计算机系统性能的评价是一个非常复杂的问题。任何一种型号的计算机都有其特色和优点,因此对计算机系统性能的评价应该是全面、综合的评价,不能仅仅依赖于某几项指标。在实际应用中CPU主要性能指标和常用的计算机系统性能评价指标如下所述。
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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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内存总线速度是指CPU与二级(L2)高速缓存和内存之间的通信速度。由于在外存上的信息必须读入内存才能由CPU进行处理,因此CPU与内存之间的总线速度对整个系统性能就显得非常重要。但是,访问内存的速度与CPU的运行速度会有差异,故引入二级缓存来协调内存和CPU之间速度不匹配的矛盾。
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扩展总线速度是指CPU与扩展设备之间的数据传输速度。扩展总线是CPU与外部设备通信的桥梁。在计算机系统中的扩展总线有VESA或PCI总线,当打开计算机时看见的一些插槽就是扩展总线连接的扩展槽。例如,通过插在PCI扩展槽上的网卡,使得CPU能与网络设备通信。
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总线宽度分为地址总线宽度和数据总线宽度。其中,地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间,即CPU能够使用多大容量的内存。例如,地址线的宽度为32位,最多可以直接访问4096 MB(4GB)的物理空间。数据总线负责整个系统中数据流量的大小,其数据总线宽度决定了CPU与二级高速缓存、内存以及输入输出设备之间一次数据传输的信息量。
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计算机系统的效率是指为完成其各项功能所需要的计算资源。不同的系统,其效率指标的具体形式各不相同。常用的计算机系统效率指标有如下几种:
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(1)响应时间。响应时间是指从用户输入完整的操作命令(如按Enter键或选择菜单项、命令按钮等)到系统开始显示应答信息为止的这段时间。例如在评价分时系统时,一般认为它是分时系统的周转时间。根据人-机工程学理论和心理学理论,在交互式系统中,系统响应时间应在0.5~3s以内。通常情况下,如果响应时间超过5s,用户就会觉得不耐烦;而一旦超过12s,用户就会怀疑系统是否出现故障。
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(2)吞吐量。吞吐量是指单位时间内系统所完成的工作量,通常用单位时间内所完成的作业数量加以衡量。
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(3)周转时间。对于批处理作业来说,周转时间是指用户从提交作业到执行后该作业返回给用户所需的时间。
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计算机系统的可靠性是指在某一使用状态下,在用户所希望的时间里满意地完成了它的性能,这个所希望的时间和性能必须与使用者支付的费用相平衡。如把系统的状态简单地分为正常状态和故障状态来考虑的话,可靠性就是在时间间隔t内保持正常状态的概率,写作R(t),则从正常状态转向故障状态的概率就叫做不可靠性(fallacy),记为F(t),即F(t)=1-R(t)。衡量系统可靠性的指标是平均无故障时间(MTBF)和故障率(λ)。
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平均无故障时间(Mean Time Before Failures,MTBF)
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假设ti是第i次无故障间隔时间,N为故障次数,则。
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故障率的单位为1 FIT(failure unite)。
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计算机系统的可维护性是指该系统失效后在规定时间内可修复到规定功能的能力,反映系统可维护性高低的指标是平均修复故障时间(Mean Time To Repair,MTTR)。很显然,系统的可用性取决于MTBF及MTTR。MTBF值越大,MTTR值越小,整个系统的可用性就越高。
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假设Ti是第i次故障发生到系统修复后投入运行的间隔时间,M为修复总次数,则平均修复故障时间可以表示如下:
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性能价格比也是一种用来衡量计算机优劣的概括性指标。例如,对于市场上不同价格的硬盘来说,选购考虑的主要因素就是性能/价格比,即用硬盘容量除以价格所得的值(每百元可以获得多大存储容量)做比较,性能价格比越高越好。
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总之,衡量一台计算机的性能要从多方面来考虑。除了上述的指标外,还要考虑诸如可扩充性、可移植性以及系统的安全性等各种指标。
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