主要性能指标

机器字长：

指参与运算的基本位数，它是由加法器、寄存器的位数决定的。字长标志着计算机的精度，字长越长，计算机的精度就越高。

机器字长以“字节Byte”为基本单位，字节用大写字母B表示，一个字节为8位二进制数（比特bit）,位用小写字母B表示。另外，我们通常提到的字（word），是指数据字，一般是16位，双字（Double Word）是32字。需要说明的是，数据字和字长是有区别的概念，数据字是一个度量单位，用来度量各种数据类型的宽度，而字长表示数据运算的宽度，反映计算机处理信息的能力。

数据通路宽度：

数据总线一次所能并行传送信息的位数，是指外部数据总线的宽度，与CPU内部的数据总线宽度可以不相同。它影响到信息的传输能力，从而影响计算机的有效处理速度。

主存容量：

一个主存储器所能存储的全部信息量成为主存容量。一般以字节数来表示存储容量。1024个字节称为1KB。等等

运算速度：

影响计算机的运算速度有很多技术指标，主要包括：吞吐量、响应时间、主频、CPU时钟周期、CPI、CPU执行时间、MIPS、MFLOPS等，现分别介绍如下：

吞吐量：

指计算机系统在单位时间内处理请求的数量。

响应时间：

指计算机系统对请求作出响应的时间，响应时间包括CPU时间与等待时间的总和。

主频：

又称时钟频率，表示在CPU内数字脉冲信号振荡的速度。

时钟周期：

CPU主频的倒数，是CPU中最小的时间元素。每个动作至少需要一个时钟周期。

CPI（Cycles perInstruction）：

是指每条指令执行所用的时钟周期数。在现代高性能计算机中，由于采用各种并行技术，使指令执行高度并行化，常常是一个系统时钟周期可以处理若干条指令。所以CPI参数经常用IPC（Instructions per Cycle）表示，即每个时钟周期执行的指令数。

CPU执行时间：

MIPS（MillionInstructions per Second）：

表示每秒执行多少百万条指令。对于一个给定的程序，MIPS定义为：

MFLOPS（MillionFloating-point Operations per Second）：

表示每秒执行多少百万次浮点运算。对于一个给定的程序，MFLOPS定义为：

例题

例题一：某程序在一台时钟频率为2GHz的计算机A上运行需要10秒。现在将设计一台计算机B，希望将运行时间缩短为6秒。计算机的设计者采用的方法是提高时钟频率，但这会影响CPU其余部分的设计，使计算机B运行该程序时需要相当于计算机A的1.2倍的时钟周期数。那么计算机设计者应该将时钟频率提高到多少？

解： A上运行该程序需要的时钟周期数：

B的CPU时间公式为：

因此，要在6秒内运行完该程序， B的时钟周期必须提高为A的2倍。

例题二：假设计算机A的时钟周期为250ps， 对某程序的CPI为2.0；计算机B的时钟周期为500ps，对同样程序的CPI为1.2。 对于该程序，请问哪台计算机执行的速度更快？快多少？

解：对于固定的程序，每台计算机执行的总指令数是相同的， 用I表示。

首先，每台计算机的CPU时钟周期数：

每台计算机的CPU时间：

同理：

计算机A更快。

因此，对于该程序计算机A是计算机B的1.2倍快。

关键词（key word）

字长：word size

数据通路：data path

数据通路宽度： data path width

主存容量：main memory capacity

运算速度：operation speed

吞吐量：throughput

相应时间：response time

Response time