计算机的性能指标

机器字长

基本概念

也叫基本字长，参与运算的二进制数据的位数，决定了寄存器、ALU、数据总线位数，代表了运算精度

易混淆概念

• 机器字长：一般等于内部寄存器的大小
• 指令字长：一个指令包含的二进制码的位数
• 存储字长：存储单元的二进制码的长度/位数

注意：所有字长都必须是字节的整数倍。

主存容量

基本概念

一般指主存的最大容量，单位是字节Byte，运行时程序和数据都在主存中，主存容量越大，可运行的程序就越多，MAR位数（但不一定是当前机器安装内存的容量）决定了可寻址范围的最大值。

运算速度

吞吐量：

单位时间内处理的请求数量，由如下因素决定：

• 信息输入内存的速度
• CPU取指令的速度
• 数据取出/存入内存的速度
• 从内存转出到外部设备的速度

响应时间

从用户发送请求到收到响应经过的时间，，由如下因素决定：

• CPU时间（运行程序花费的时间）
• 等待时间（磁盘访问/主存访问/IO操作/OS开销/网络传输）

CPU时钟周期

单个动作所花费的时间

• 节拍脉冲或T周期，即主频的倒数
• CPU中最小的时间单位，每个动作至少一个时钟周期
• 单位：秒

主频（CPU时钟频率）

单位时间完成基本动作的数量

• 机器内部主时钟的频率
• 主频越高花费时间越短，执行指令速度越快
• 单位：Hz（赫兹），即次数/秒
• 时钟周期 = 1/主频

CPI（Clock cycle Per Instruction）

执行一条指令所需的时钟周期数

CPU执行时间

即运行一个程序所花费的时间，= CPU时钟周期数/主频=（指令条数 * CPI）/主频

三要素（相互制约）：

• 主频（时钟频率）
• 每条指令所用的时钟周期数（CPI）
• 指令条数

其它

• MIPS：Million Instructions Per Second = 指令条数/（执行时间*10^6）
• MFLOPS：Mega Floating-point Operations PS = 浮点数操作次数/(执行时间*10^6)
• GFLOPS：Giga Floating-point Operations PS = 浮点数操作次数/(执行时间*10^9)
• TFLOPS：Tera Floating-point Operations PS = 浮点数操作次数/(执行时间*10^12)