性能

作业一1、计算机的主要性能指标包括哪些？[参考答案]：计算机的主要技术性能指标有下面几项：主频、字长、存储容量、存取周期和运算速度等。

（1）主频：主频即时钟频率，是指计算机的CPU在单位时间内发出的脉冲数。

（2）字长：字长是指计算机的运算部件能同时处理的二进制数据的位数，它与计算机的功能和用途有很大的关系。

字长决定了计算机的运算精度，字长长，计算机的运算精度就高。

字长也影响机器的运算速度，字长越长，计算机的运算速度越快。

（3）存储容量：计算机能存储的信息总字节量称为该计算机系统的存储容量存储容量的单位还有MB（兆字节）、GB（吉字节）和TB（太字节）。

（4）存取周期：把信息代码存入存储器，称为“写”；把信息代码从存储器中取出，称为“读”。

存储器进行一次“读”或“写”操作所需的时间称为存储器的访问时间(或读写时间)，而连续启动两次独立的“读”或“写”操作(如连续的两次“读”操作)所需的最短时间，称为存取周期(或存储周期)。

（5）运算速度：运算速度是一项综合性的性能指标。

衡量计算机运算速度的单位是MIPS(百万条指令/秒)。

因为每种指令的类型不同，执行不同指令所需的时间也不一样。

过去以执行定点加法指令作标准来计算运算速度，现在用一种等效速度或平均速度来衡量。

等效速度由各种指令平均执行时间以及相对应的指令运行比例计算得出来，即用加权平均法求得。

2、说明常见的计算机分类方法及其类型。

[参考答案]：计算机有多种分类方法。

常见的分类方法有以下几种：（1）按处理的信息形式分。

可分为数字计算机和模拟计算机。

用脉冲编码表示数字，处理的是数字信息，这类计算机是数字计算机；处理长度、电压、电流等模拟量的计算机称为模拟计算机。

本书介绍的是数字计算机的组成原理。

（2）按字长分。

可分为 8 位机、16位机、32位机和64位机等。

（3）按结构分。

可分为单片机、单板机、多芯片机与多板机。

（4）按用途分。

可分为工业控制机与数据处理机等。

性能测试、负载测试、压⼒测试的区别性能测试（Performance Testing）：是通过⾃动化的测试⼯具模拟多种正常、峰值以及异常负载条件来对系统的各项性能指标进⾏测试。

负载测试和压⼒测试都属于性能测试。

通过负载测试，确定在各种⼯作负载下的系统的性能，⽬标是测试当负载逐渐增加时，系统各项性能指标的变化情况。

压⼒测试是通过确定⼀个系统的瓶颈或者不能接受的性能点，来获得系统能提供的最⼤服务级别的测试。

负载测试（Load Testing）：是模拟实际软件所承受的负载条件的系统负荷，通过不断加载（如逐渐增加模拟⽤户的数量）或其他加载⽅式来观察不同负载下系统的响应时间和数据吞吐量、系统占⽤的资源（CPU、内存等），以检验系统的⾏为和特性，以发现系统可能存在的性能瓶颈，内存泄漏，不能实时同步等问题，负载测试更多的体现了⼀种⽅法或⼀种技术。

压⼒测试（stress testing）：在强负载（⼤数据量、⼤量并发⽤户等）下的测试，查看应⽤系统在峰值使⽤情况下的操作⾏为，从⽽有效地发现系统的某项功能隐患，系统是否具有良好的容错能⼒和可恢复能⼒。

压⼒测试可分为⾼负载下的长时间（如24⼩时以上）的稳定性压⼒测试和极限负载情况下导致系统奔溃的破坏性压⼒测试。

三者的区别：从测试的⽬的出发，从⽤户的需求出发，就⽐较容易区分性能测试、负载测试和压⼒测试了。

性能测试是为了获得系统在某种特定的条件下（包括特定的负载条件下）的性能指标数据，⽽负载测试、压⼒测试是为了发现软件系统中所存在的问题，包括性能瓶颈、内存泄漏等。

通过负载测试，也是为了获得系统正常⼯作时所能承受的最⼤负载，这时的负载测试就成为了容量测试。

通过压⼒测试，可以知道在什么极限情况下系统会奔溃、系统是否具有⾃我恢复性等，但更多的是为了确定系统的稳定性。

性能测试⼯具（⽬前只是知道有这些⼯具，后期在使⽤过程中在总结它们的使⽤⽅法）：(2) Load Runner(3) QTP(Quick Test)(4) Web Polygraph性能测试不单单是熟悉测试⼯具，更要注意的是其中的测试思想，下⾯可以了解⼀下关于性能测试的三个观念：精确和模糊i.e. ⼀辆汽车开100公⾥需要多少汽油？做假设（assumption），下⾯有3个阶段的假设：a. 做了假设却不知道⾃⼰做了假设有些⼈根据⾃⼰的切⾝体验来做测试，然后写测试报告给别⼈看，关键是你觉得⾃⼰的测试是正确的，但并不是所有⼈都是处于你所处的环境，做和你测试时做完全⼀样的事情，所以测试出来的结果只会误导到别⼈。

CPU的主要性能指标1. 主频（Clock Speed）：主频是指CPU内部时钟振荡器每秒钟发出的脉冲数量，也就是CPU的工作速度。

主频越高，CPU完成指令的速度越快。

主频通常以GHz为单位。

2. 总线带宽（Bus Bandwidth）：总线带宽指的是CPU内部数据传输的速率，主要包括内存、显卡和硬盘等各个部件之间的数据传输速度。

总线带宽越大，数据传输速度越快。

3. 缓存（Cache）：缓存是CPU内部用于临时存储数据的高速存储器。

缓存分为三级，分别为一级缓存（L1 Cache）、二级缓存（L2 Cache）和三级缓存（L3 Cache）。

缓存越大，CPU能够快速存取数据的能力越强，从而提高性能。

4. 核心数（Core Count）：核心数是指CPU内部的核心数量，每个核心可以同时执行指令。

多核心能够提高CPU的并行处理能力，从而加快指令执行速度。

5. 线程数（Thread Count）：线程数是指CPU可以同时执行的线程数量。

线程是进程的最小执行单位，多线程能够提高CPU的并发处理能力和任务切换速度。

6. 指令集（Instruction Set）：指令集是CPU支持的指令集合，包括指令的种类和格式。

不同的指令集对应不同的指令操作方式，一些先进的指令集可以提高CPU的运算效率。

7. 制程工艺（Process Technology）：制程工艺指的是CPU芯片制造的工艺技术。

制程工艺越先进，CPU的能效比越高，性能越强大。

8. 功耗（Power Consumption）：功耗是指CPU工作时所消耗的功率。

功耗越低，CPU发热量越小，从而延长电池寿命、减少散热需求。

9. 总TDP (Thermal Design Power)：总TDP是指CPU在最大工作负载下的热设计功耗。

总TDP的大小反映了CPU的散热和供电需求，通常以瓦为单位。

10.单指令多数据（SIMD）：SIMD是一种并行处理方式，它可以在同一个时钟周期内对多个数据进行相同的计算。

内存的性能指标
内存的性能指标主要有以下几个方面：
1. 速度：内存的速度指标通常以频率（例如DDR4-3200）表示，表示每秒钟可以读写的数据量。

速度越高，内存的
读写速度就越快。

2. 带宽：内存带宽指的是内存模块每秒钟能传输的数据量。

通常以GB/s（千兆字节每秒）为单位。

带宽越高，内存的数据传输能力就越强。

3. 延迟：内存延迟指的是从发出一个读写请求到开始进行
相应操作所需的时间。

延迟越低，内存的响应速度就越快。

4. 容量：内存的容量指的是内存模块能够存储的数据量，
通常以GB为单位。

容量越大，内存可以存储的数据就越多。

5. 工作电压：内存模块的工作电压指的是内存模块需要的
电压大小。

工作电压越低，内存的能耗就越低。

这些性能指标通常会影响计算机的整体性能。

根据实际需求，我们可以选择适合的内存模块以满足特定的性能要求。