📜  计算机组织 |电脑性能

📅  最后修改于: 2021-09-27 14:46:32             🧑  作者: Mango

计算机性能是计算机系统完成的工作量。计算机性能中的性能这个词的意思是“计算机执行它应该做的工作的情况如何?”。它基本上取决于计算机系统的响应时间、吞吐量和执行时间。

响应时间是任务从开始到完成的时间。这还包括:

  • 操作系统开销。
  • 等待 I/O 和其他进程
  • 访问磁盘和内存
  • 在 CPU 上执行的时间或执行时间。

吞吐量是在给定时间内完成的工作总量。

CPU 执行时间是 CPU 在给定任务上花费计算的总时间。它还不包括 I/O 或运行其他程序的时间。这也简称为 CPU 时间。

性能由执行时间决定,因为性能与执行时间成反比。

Performance = (1 / Execution time) 

和,

(Performance of A /  Performance of B) 
= (Execution Time of B / Execution Time of A) 

如果给定处理器 A 比处理器 B 快,则意味着 A 的执行时间小于 B 的执行时间。因此,A 的性能大于 B 的性能。

例子 –
机器 A 在 100 秒内运行一个程序,机器 B 在 125 秒内运行相同的程序

(Performance of A /  Performance of B) 
= (Execution Time of B / Execution Time of A) 
= 125 / 100 = 1.25 

这意味着机器 A 比机器 B 快 1.25 倍。

并且,执行给定程序的时间可以计算为:

Execution time  = CPU clock cycles x clock cycle time 

由于时钟周期时间和时钟频率是倒数,所以,

Execution time  = CPU clock cycles / clock rate 

CPU时钟周期数可以通过以下方式确定,

CPU clock cycles 
= (No. of instructions / Program ) x (Clock cycles / Instruction) 
= Instruction Count x CPI 

这使,

Execution time 
= Instruction Count x CPI x clock cycle time
= Instruction Count x CPI / clock rate  

CPU 执行时间的单位是:

如何提高性能?
要提高性能,您可以:

  • 使用新硬件降低 CPI(每条指令的时钟周期)。
  • 通过减少传播延迟或使用流水线来减少时钟时间或增加时钟速率。
  • 减少所需的周期数或改进 ISA 或编译器。