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知识路径： > 信息系统开发和运行管理知识 > 系统运行管理知识 > 系统的成本管理、用户管理、安全管理、性能管理 > 性能及能力管理 > 系统性能评价 > 性能评价指标 >
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总体答错率：42%
知识难度系数： 
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相关知识点：2个
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反映计算机系统负载和工作能力的常用指标主要有三类，具体如下。
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时间是衡量计算机性能最主要和最为可靠的标准，系统响应能力根据各种响应时间进行衡量，它指计算机系统完成某一任务（程序）所花费的时间，比如访问磁盘、访问主存、输入／输出等待、操作系统开销，等等。
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系统时间主要是指访问磁盘、访问主存和I/O等待的时间，因此衡量响应时间主要是衡量用户CPU时间。用户CPU时间取决于三个特征：时钟周期TC，指令平均时钟周期数CPI以及程序中总的指令数IN，用公式可以表示为：
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其中n为指令的种类数量，CPIi是第i种指令的CPI，Ii是第i种指令使用的数量。
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举个例子，A机执行的程序中有20%转移指令（2TC），转移指令都需要一条比较指令（1TC）配合，B机中转移指令已经包含了比较指令，但TC比A机慢15%。需要比较A机、B机哪个工作速度快。按照上述公式我们可以得出下面的计算结果：
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A机：TCPUA=INA×（0.2×2+0.2×1+0.6×1）×TCA=1.2 INA×TCA
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B机：TCPUB=0.8INA×（（0.2/0.8）×2+（1-0.2/0.8）×1）×1.15TCA=1.15 INA×TCA
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从比较的结果来看，B机比A机工作速度要快，因此，不能仅按CPU的主频衡量系统性能。
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吞吐率指标是系统生产力的度量标准，描述了在给定时间内系统处理的工作量。系统的吞吐率是指单位时间内的工作量。例如，处理器的吞吐率是按每秒处理多少百万条指令（MIPS或者MFLOPS）来度量的。对于在线事务处理系统，吞吐率的度量是每秒处理多少事务（Transaction per second, TPS）。对于通信网络，吞吐率是指每秒传输多少数据报文（PPS）或多少数据位（BPS）。
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系统的额定能力是指理想状态下，系统可承受的最大可能吞吐率。一般，我们都不期望让系统达到额定能力，因为此时响应时间太短，输出的显示也太快，以至于用户无法感觉到系统已经发生了响应。能使用户高效工作的能力被称为可用能力。可用能力与额定能力之间的比例就称为系统的效率。
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吞吐率指标与系统的负荷之间的关系如下图所示。最初，在系统的负荷较小时，吞吐率指标增长很快。到某个点时，吞吐率指标的增长率会降低。该点的吞吐率称为拐点能力。继续增加负荷，到某一点时，吞吐率会逐步降低，即此时系统出现超负荷现象。
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吞吐率指标是要按照工作单位（即作业、任务、指令等）来定义的。还有，时间性指标与吞吐率指标之间存在相互依赖的关系，响应比较敏捷的系统通常具有较高的吞吐率。
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下面介绍一下MIPS、MFLOPS、TPS等几个反映系统吞吐率的概念。
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①每秒百万次指令（Million Instruction Per Second, MIPS）。
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MIPS=指令数/（执行时间×1 000 000）
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MIPS的大小和指令集有关，不同指令集的计算机间的MIPS不能做比较，因此在同一台计算机上的MIPS是变化的，因程序不同而变化。MIPS中，除包含运算指令外，还包含取数、存数、转移等指令。相对MIPS是指相对于参照机而言的MIPS，通常用VAX-11/780机处理能力为1MIPS。
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②每秒百万次浮点运算（Million Instruction Per Second，MFLOPS）。
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MFLOPS=浮点指令数/（执行时间×1 000 000）
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1MFLOPS约等于3MIPS。MIPS只适宜于评估标量机，不能用于评估向量机，而MFLOPS则比较适用于衡量向量机的性能。但是MFLOPS仅仅只能用来衡量机器浮点操作的性能，而不能体现机器的整体性能。例如编译程序，不管机器的性能有多好，它的MFLOPS不会太高。MFLOPS是基于操作而非指令的，所以它可以用来比较两种不同的机器。例如100%的浮点加要远快于100%的浮点除。单个程序的MFLOPS值并不能反映机器的性能。
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③位每秒（Bits per second, BPS）。
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计算机网络信号传输速率一般以每秒传送数据位（Bit）来度量，简写为BPS。更大的单位包括KBPS （Kilo bits per second）和MBPS （Million bits per second）。
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④数据报文每秒（Packets per second，PPS）。
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通信设备（例如路由器）的吞吐量通常由单位时间内能够转发的数据报文数量表示，简写为PPS。更大的单位包括KPPS （Kilo packets per second）和MPPS （Million packets per second）。
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⑤事务每秒（Transaction per second，TPS）。
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（3）资源利用率（Utilization Ratio）。
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资源利用率指标以系统资源处于忙状态的时间为度量标准。系统资源是计算机系统中能分配给某项任务的任何设施，包含系统中的任何硬件、软件和数据资源。例如，CPU的利用率指标应是CPU忙的时间总量t除以运行时间总量T。系统资源未被利用的时间片段被称为空闲时间。对于一个平衡的系统而言，系统空闲与忙的时间片均匀地分布在整个运行时间内，因此系统资源既不会太忙也不会太闲。
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