性能指标

对计算机

1. 时钟频率（主频）

指计算机处理器的时钟频率，也称为时钟速度，用于描述处理器每秒钟执行指令的次数，决定了计算机的运算速度，主频越高，意味着CPU的工作节拍就越快，运算速度也就越快。但从2000年IBM发布第一款双核处理器开始，多核心已经成为CPU发展的一个重要方向，原来单以时钟频率来计算性能指标的方式已经不合适了，还得看单个CPU中内核数。

ps： 这里一定要区分好，主频是时钟频率，运算速度是每秒执行指令次数，虽然有联系，但是2个概念。看到网上有个介绍很形象：CPU和大脑同理，要保证内部硬件协同工作，CPU架构工程师们就设计了一套时钟信号与系统同步进行操作。这就解释了什么是时钟，这是针对硬件的。

2. 高速缓存

可以提高CPU的运行效率。

3. 运算速度

取决于给定时间内CPU所能处理的数据量和CPU的主频，单位一般用MIPS(百万条指令/秒)描述计算机的定点运算能力；用MFLOPS（百万次浮点运算/秒）描述计算机的浮点运算能力。

4. 运算精度

即计算机处理信息时能直接处理的二进制数据的位数，位数越多，精度就越高。参与运算的数据的基本位数通常用基本字长来表示。

5. 内存的存储容量

内存用来存储数据和程序，直接与CPU进行信息交换。内存的容量越大，可存储的数据和程序就越多，从而减少与磁盘信息交换的次数，使运行效率得到提高。存储容量一般用字节数来度量。

6. 存储器的存取周期

内存完成一次读（取）或写（存）操作所需要的时间称为存储器的存取时间或访问时间。而连续两次读（或写）所需的最短时间称为存储周期。存储周期越短，表示从内存存取信息的时间越短，系统的性能也就越好。**存储器的I/O 的速度、主机I/O的速度，取决于I/O总线的设计，这对慢速设备，如键盘、打印机等关系不大，但对高速设备则效果十分明显。

7. 数据处理速率

数据处理速率（Processing Data Rate ,PDR）主要用来度量CPU和主存储器的速度，它没有涉及高速缓存和多功能等，因此PDR不能度量机器的整体速度。它的计算公式是 ： PDR =L/R ，

其中 L =0.85 G+0.15H +0.4J+0.15K；R=0.85M +0.09N +0.06P

其中 ：

• G是每条定点指令的位数
• H是每条浮点指令的位数
• J是定点操作数的位数
• K 是浮点操作数的位数
• M是平均定点加法时间
• N是平均浮点加法时间
• P是平均浮点乘法时间

另外还规定：

• 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
• 指令和操作数都存放在同一个主存，无变址或间址操作
• 允许有先行或并行取指令功能，此时选用平均取指令时间

8. 响应时间

某一事件从发生到结束的这段时间。1968年，米勒先生就已经给出3个经典的有关响应时间的建议：

• 0.1秒：用户感觉不到任何延迟
• 1.0秒：用户愿意接受的系统立即响应的时间极限。即当执行一项任务的有效反馈时间在0.1-1秒之内时，用户时愿意接受的，超过此数据值，则意味着用户会感觉到有延迟，但只要不超过10秒，用户还是可以接受的
• 10秒：用户保持注意力执行本次任务的极限，如果超过此数值时仍然得不到有效的反馈，客户会在等待计算机完成当前操作时转向其他任务。

9. RASIS特性

是可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可维护性（Serviceability）、完整性（Integraity）、安全性（Security）五者的统称。

• 可靠性是指计算机系统在规定的工作条件下和规定的工作时间内持续正确运行的概率

ps：注意可靠性和可用性，可靠性是正确运行。

10. 平均故障响应时间

平均故障响应时间（TAT）即从出现故障到该故障得到确认修复前的这段时间。

11. 兼容性

对网络

一般可分为： 设备级性能指标 、网络级性能指标 、应用级性能指标 、用户级性能指标 、吞吐量。

这里吞吐量 要注意，它是在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率。而且网络吞吐量非常依赖于当前的网络负载情况，因此为了得到正确的网络吞吐量，最好在不同时间分别进行测试。

有些网络应用程序在开发过程的测试中能正常运行，但是到实际的网络环境中，由于没有足够的网络吞吐量导致无法正常工作。这是因为测试只是在空闲的网络环境中，没有考虑到实际的网络环境中还存在着其他的各种网络流量。

所以，网络吞吐量定位剩余带宽是有实际意义的。

对操作系统

现代操作系统的基本功能是管理计算机系统的硬件、软件资源。是的，还要管硬件，在前面几篇博文中，有介绍过，这些管理工作分为处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理、通信事务管理。

评价指标一般有：

• 系统的可靠性
• 系统的吞吐量：指系统在单位时间内所能处理的信息量。和设备吞吐量含义一样，只是环境不同定义不同。
• 系统响应时间：指用户从提交作业到得到计算结果这段时间，又称周转时间。
• 系统资源利用率
• 可移植性

对数据库管理系统

衡量数据管理系统的主要性能指标包括数据库本身和管理系统两部分。

对Web服务器

web服务器也称为WWW服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。

• 在UNIX和Linux 平台下使用最广泛的HTTP服务器是W3C、NCSA 和 Apache 服务器，
• 而Windows 平台使用IIS 的Web服务器。
• 跨平台的Web服务器有 IBM WebSphere 、BEA WebLogic 、Tomcat 等。

Web 服务器的主要性能指标包括最大并发连接数、响应延迟、吞吐量（每秒处理的请求数）、成功请求数、失败请求数、每秒点击次数、每秒成功点击次数、每秒失败点击次数、尝试连接数、用户连接数等。

性能计算

性能指标计算的主要方法有：定义法、公式法、程序检测法、仪器检测法。

• 定义法：主要根据其定义直接获取其理想数据
• 公式法：一般适用于根据基本定义所衍生出的复合性能指标的计算
• 程序检测法和仪器检测法则是通过实际的测试来得到的其实际值，由于测试的环境和条件不定，其结果也可能相差比较大。

在实际应用时，由于性能指标种类繁多，往往是对常用性能指标进行复合计算，然后通过算法加权处理得到最终结果。

MIPS(百万条指令/秒)计算方法

ps： 这里一定要搞清楚，主频是时钟频率，要求的是每秒指令数。

峰值计算

计算峰值或者浮点计算峰值，是指计算机每秒钟能完成的浮点计算最大次数，包括理论浮点峰值和实测浮点峰值。

理论浮点峰值是该计算机理论上能达到的每秒钟能完成浮点计算最大次数，由CPU的主频决定。

理论浮点峰值 = CPU主频 x CPU每个时钟周期执行浮点运算的次数 x  系统中CPU数

ps： 相比MIPS计算，多了CPU 数

等效指令速度

静态指令使用频度 指的是在程序中直接统计的计算机速度；
动态指令使用频度 指的是在程序执行过程中统计的指令速度。

性能设计

性能评估