系统架构设计师重要知识点集-系统配置与性能评价

重点1:性能指标

1、字长和数据通路宽度。

2、主存容量和存取速度。

3、运算速度

  • 主频与CPU时钟周期;
  • CPI与IPC;
  • MIPS: 指令条数执行时间主频主频����=指令条数/(执行时间×106)=主频/���=主频×���
  • MLFOPS: 浮点操作次数执行时间������=浮点操作次数/(执行时间×106)

4、吞吐量与吞吐率

5、响应时间(RT)

6、与完成时间(TAT)

7、兼容性


重点2:阿姆达尔解决方案

对系统中某组件采用某种更快的执行方式所获得的系统性能的改变程度取决于对该组件被使用的频率,或所占总执行时间的比例。加速比计算公式如下:

�=��/��=1/((1−��)+��/��)

其中,Tp表示不适用改进组件时完成整个任务的时间,Ti表示使用改进组件时完成整个任务的时间。

加速比主要取决于两个因素:

  • 在原有的系统上,能被改进的部分在总执行时间中所占的比例,这个值称为改进的比例,记为Fe,它总是小于1;
  • 通过改进的执行方式所取得的性能提高,即如果整个系统使用了改进的执行方式,那么系统的执行速度会有多少提高,这个值等于在原来的条件下系统的执行时间与使用改进组件后系统的执行时间之比,记为Se,它总大于1。

重点3:性能评价方法

1、使用频率法:以时钟频率高低衡量速度。

2、指令执行速读法:表示机器运算速度的单位是MIPS。

3、等效指令速读法(Gibson Mix,吉布森混合法):通过各类指令在程序中所占的比例进行计算得到;特点是考虑指令比例不同的问题。

4、数据处理速率法(PDR):PDR值的方法来衡量机器性能,PDR值越大,机器性能越好。

5、综合理论性能法(CTP):CTP用MTOPS(Million Theoretical Operations Per Second,每秒百万次理论运算)表示;CTP的估算方法是首先算出处理部件每个计算单元的有效计算率,再按不同字长加以调整,得出该计算单元的理论性能,所有组成该处理部件的计算单元的理论性能之和即为CTP。

6、基准程序法:把应用程序中用得最多、最频繁的那部分核心程序作为评估计算机系统性能的标准程序,称为基准测试程序(Benchmark);基准程序法是目前一致承认的测试系统性能的较好方法。

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