主要性能指标
主存容量
总容量=存储单元个数∗存储字长(bit)1=存储单元个数∗存储字长/8(byte, B)2
- MAR的位数:反应存储单元的个数,即 \(2^n\) 个存储单元(n为位数);
- MDR的位数:等于存储字长。
例:主存容量为64K*32位,即MAR位数为16位,MDR位数为32位。
\(2^{10}\):K
\(2^{20}\):M
\(2^{30}\):G
\(2^{40}\):T
机器字长
计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数。
举例:
题1:微机的位数
题2:机器字长与字节的关系:
CPU时钟周期和主频
CPU时钟周期:CPU中最小的时间单位,每个动作至少需要一个时钟周期。
主频(CPU时钟频率):机器内部主时钟的频率,主频越高,计算机运行速度越快。
\(CPU时钟周期 = \frac{1}{主频}\)
CPI
CPI(Clock cycle Per Instruction):执行一条指令所需的时钟周期数。
指令执行的时间 = CPI ∗ CPU时钟周期
举例:影响CPI的因素
CPU执行时间
CPU执行时间,即整个程序的执行时间。
\(CPU执行时间 = (平均CPI * 指令条数) * CPU时钟周期 = \frac{CPU时钟周期数}{主频}\)
MIPS、MFLOPS、GFLOPS和TFLOPS
MIPS (Million Instructions Per Second):每秒执行多少百万条指令。
\(MIPS = \frac{指令条数}{执行时间 * 10^6} = \frac{主频}{CPI}\)
MFLOPS ( Mega Floating point Operations Per Second):每秒执行多少百万次浮点运算。
GFLOPS ( Giga Floating point Operations Per Second):每秒执行多 少十亿次浮点运算。
TFLOPS (Tera Floating -point Operations Per Second):每秒执行多少 万亿次浮点运算。
其他相关术语
吞吐量和响应时间
吞吐量:系统在单位时间内处理请求的容量,常用作评价计算机系统性能的综合参数之一
响应时间:从用户发出请求到系统响应请求并得到结果的时间,包括CPU运行时间和等待时间。
数据通路带宽
数据总线一次能并行传输数据的位数。