對計算機評價的主要性能指標如下:
1.時鐘頻率(主頻)
主頻是計算機的主要性能指標之一,在很大程度上決定了計算機的運算速度。CPU 的工作節拍是由主時鐘來控制的,主時鐘不斷產生固定頻率的時鐘脈沖,這個主時鐘的頻率即是 CPU 的主計算機評價的主要性能指標頻。主頻越高,意味著 CPU 的工作節拍就越快,運算速度也就越快。但從 2000 年 IBM 發布第一款雙核處理器開始,多核心已經成為 CPU 發展的一個重要方向。原來單以時鐘頻率來計算性能指標的方式已經不合適了,還得看單個 CPU 中的內核數。現在主流的服務器 CPU 大都為八核或十二核,未來更可能發展到 32 核,96 核甚至更多。
2.高速緩存
高速緩存可以提高 CPU 的運行效率。目前一般采用兩級高速緩存技術,有些使用三層。高速緩沖存儲器均由靜態 RAM(Random Access Memory,隨機存取存儲器)組成,結構較復雜,在 CPU 管芯面積不能太大的情況下,L1 級高速緩存的容量不可能做得太大。采用回寫(WriteBack)結構的高速緩存。它對讀和寫操作均有可提供緩存。而采用寫通(Write-through)結構的高速緩存,僅對讀操作有效。L2 及 L3 高速緩存容量也會影響 CPU 的性能,原則是越大越好。
3.運算速度
運算速度是計算機工作能力和生產效率的主要表征,它取決于給定時間內 CPU 所能處理的數據量和 CPU 的主頻。其單位一般用 MIPS(百萬條指令/秒)和 MFLOPS(百萬次浮點運算/秒)。MIPS 用于描述計算機的定點運算能力;MFLOPS 則用來表示計算機的浮點運算能力。
4.運算精度
即計算機處理信息時能直接處理的二進制數據的位數,位數越多,精度就越高。參與運算的數據的基本位數通常用基本字長來表示。PC(Personal Computer,個人計算機)機的字長,已由 8088 的準 16 位(運算用 16 位,I/O 用 8 位)發展到現在的 32 位、64 位。大中型計算機一般為 32 位和 64 位。巨型機一般為 64 位。在單片機中,目前主要使用的是 8 位和 16 位字長。
5.內存的存儲容量
內存用來存儲數據和程序,直接與 CPU 進行信息交換。內存的容量越大,可存儲的數據和程序就越多,從而減少與磁盤信息交換的次數,使運行效率得到提高。存儲容量一般用字節(Byte)數來度量。PC 的內存已由 286 機配置的 1MB,發展到現在主流的 1G
以上。而在服務器領域中,一般的都在 2~8G,多的如銀行系統中省級結算中心使用的大型機,內存高達上百 GB。內存容量的加大,對于運行大型軟件十分必要,尤其是對于大型數據庫應用。內存數據庫的出現更是將內存的使用發揮到了極致。
6.存儲器的存取周期
內存完成一次讀(取)或寫(存)操作所需的時間稱為存儲器的存取時間或者訪問時間。而連續兩次讀(或寫)所需的最短時間稱為存儲周期。存儲周期越短,表示從內存存取信息的時間越短,系統的性能也就越好。目前內存的存取周期約為幾到幾十 ns(10-9 秒)。
存儲器的 I/O 的速度、主機 I/O 的速度,取決于 I/O 總線的設計。這對于慢速設備(例如鍵盤、打印機)關系不大,但對于高速設備則效果十分明顯。例如對于當前的硬盤,它的外部傳輸率已可達 100MBps、133MBps 以上。
7.數據處理速率
數據處理速率(Processing Data Rate,PDR)的計算公式是:PDR=L/R。其中: L=0.85G+0.15H+0.4J+0.15K;R=0.85M+0.09N+0.06P
其中:G 是每條定點指令的位數; M 是平均定點加法時間;
H 是每條浮點指令的位數; N 是平均浮點加法時間;
J 是定點操作數的位數; P 是平均浮點乘法時間;
K 是浮點操作數的位數;
另外還規定:G>20 位,H>30 位;從主存取一條指令的時間等于取一個字的時間;指令和操作數都存放在同一個主存,無變址或間址操作;允許有先行或并行取指令功能,此時選用平均取指令時間。
PDR 主要用來度量 CPU 和主存儲器的速度,它沒有涉及高速緩存和多功能等。因此,PDR 不能度量機器的整體速度。
8.響應時間
某一事件從發生到結束的這段時間。其含義將根據應用的不同而變化。響應時間既可以是原子的,也可以是由幾個響應時間復合而成的。在計算機技術的發展中,早在 1968年,米勒先生就已給出 3 個經典的有關響應時間的建議。
0.1 秒:用戶感覺不到任何延遲。
1.0 秒:用戶愿意接受的系統立即響應的時間極限。即當執行一項任務的有效反饋時間在 0.1~1 秒之內時,用戶是愿意接受的。超過此數據值,則意味著用戶會感覺到有延遲,但只要不超過 10 秒,用戶還是可以接受的。
10 秒:用戶保持注意力執行本次任務的極限,如果超過此數值時仍然得不到有效的反饋,客戶會在等待計算機完成當前操作時轉向其他的任務。
9.RASIS 特性
RASIS 特性是可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可維護性(Serviceability)、完整性(Integraity)和安全性(Security)五者的統稱。可靠性是指計算機系統在規定的工作條件下和規定的工作時間內持續正確運行的概率。可靠性一般是用平均無故障時間(Mean Time To Failure,MTTF)或平均故障間隔時間(Mean Time Between Failure,MTBF)來衡量。
可維護性是指系統發生故障后能盡快修復的能力,一般用平均故障修復時間(Mean Time To Repair,MTTR)來表示。取決于維護人員的技術水平和對系統的熟悉程度,同時和系統的可維護性也密切相關。
有關這些特性的詳細知識,將在 17.5 節介紹。
10.平均故障響應時間
平均故障響應時間(TAT)即從出現故障到該故障得到確認修復前的這段時間。該指標反應的是服務水平。平均故障響應時間越短,對用戶系統的影響越小。
11.兼容性
兼容性是指一個系統的硬件或軟件與另一個系統或多種操作系統的硬件或軟件的兼容能力,是指系統間某些方面具有的并存性,即兩個系統之間存在一定程度的通用性。兼容是一個廣泛的概念,它包括數據和文件的兼容、程序和語言級的兼容、系統程序的兼容、設備的兼容以及向上兼容和向后兼容等。
除了上述性能指標之外,還有其他性能指標,例如綜合性能指標如吞吐率、利用率;定性指標如保密性、可擴充性;功能特性指標如文字處理能力、聯機事務處理能力、I/O 總線特性、網絡特性等。