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2025年上半年 上午试卷 综合知识
第 19 题
知识点 等效指令速度法   基准程序法   指令执行速度法   综合理论性能法  
关键词 系统性能  
章/节 系统配置与性能评价  
 
 
以下关于系统性能评估方法的描述,错误的是(61)。
 
  A.  等效指令速度法评估系统性能时需要计算各类指令在程序中所占的比例
 
  B.  基准程序法主要针对CPU (有时包括主存)的性能,但没有考虑I/O结构、 操作系统、编译程序的效率等对系统性能的影响
 
  C.  指令执行速度法常用每秒百万次指令运算(MIPS)评估系统性能
 
  D.  综合理论性能法(CPT)采用每秒百万次理论运算(MTOPS)评估系统性能




 
 
相关试题     系统配置与性能评价 

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  第36题    2024年下半年  
某台计算机的CPU主频为1.8GHz,如果2个时钟周期组成1个机器周期,平均3个机器周期可完成1条指令,则该计算机的指令平均执行速度为(60) MIPS。

  第61题    2011年上半年  
对应用系统的运行进行持续的性能监测,其主要目标不包括(61)。

 
知识点讲解
· 等效指令速度法
· 基准程序法
· 指令执行速度法
· 综合理论性能法
 
        等效指令速度法
        等效指令速度法也称为吉普森混合法(Gibsonmix)或混合比例计算法。等效指令速度法是通过各类指令在程序中所占的比例(Wi)进行计算得到的。若各类指令的执行时间为ti,则等效指令的执行时间,式中n为指令类型数。
        采用等效指令速度法对某些程序来说可能严重偏离实际,尤其是对复杂的指令集,其中某些指令的执行时间是不固定的,数据的长度、cache(高速缓冲存储器)的命中率、流水线的效率等都会影响计算机的运算速度。
 
        基准程序法
        上述性能评价方法主要是针对CPU(有时包括内存),但没有考虑诸如I/O结构、操作系统、编译程序的效率等对系统性能的影响,因此难以准确评价计算机的实际工作能力。
        基准程序法(benchmark)是目前一致承认的测试性能的较好方法,有多种多样的基准程序,如主要测试整数性能的基准程序、测试浮点性能的基准程序等。
        (1)Khrystone基准程序:Khrystone是一个综合性的整数基准测试程序,它为了测试编译器和CPU处理整数指令和控制功能的有效性,人为地选择一些典型指令综合起来形成的测试程序。Khrystone基准程序用100条C语言语句编写而成,这种基准程序当今已很少使用。
        (2)Linpack基准程序:linpack基准程序是一个用Fortran语言写成的子程序软件包,称为基本线性代数子程序包,此程序完成的主要操作是浮点加法和浮点乘法操作。测量计算机系统的Linpack性能时,让机器运行Linpack程序,测量运行时间,将结果用MFLOPS表示。
        (3)Whetstone基准程序:Whetstone是用Fortran语言编写的综合性测试程序,主要由执行浮点运算、功能调用、数组变址、条件转移和超越函数的程序组成。Whetstone的测试结果用Kwips表示,1 Kwips表示机器每秒钟能执行1000条Whetstone指令。这种基准程序当今已很少使用。
        (4)SPEC(System Peformance Evaluation Cooperative,系统性能评估机构)基准程序:SPEC对计算机性能的测试有两种方法:一种是测试计算机完成单个任务有多快,称为速度测试;一种是测试计算机在一定时间内能完成多少个任务,称为吞吐率测试。SPEC的两种测试方法又分为基本的和非基本的两类。基本的是指在编译程序的过程中严格限制所用的优化选项;非基本的是可以使用不同的编译器和编译选项,以得到最好的性能,这就使得测试结果的可比性降低。SPEC CPU2000基准程序测试了CPU、存储器系统和编译器的性能。SPEC基准程序测试结果一般以SPECmark(SPEC分数)、SPECint(SPEC整数)和SPECfp(SPEC浮点数)来表示。其中,SPEC分数是10个程序的几何平均值。
        (5)TPC(Transaction Processing Council,事务处理委员会)基准程序:TPC用以评测计算机在事务处理、数据库处理、企业管理与决策支持系统等方面的性能。该基准程序的评测结果用每秒完成的事务处理数TPC来表示。TPC-A基准程序规范用于评价在联机事务处理(OLTP)环境下的数据库和硬件的性能,不同系统之间用性能价格比进行比较;TPC-B测试的是不包括网络的纯事务处理量,用于模拟企业计算环境;TPC-C测试的是联机订货系统;TPC-D,TPC-H和TPC-R测试的都是决策支持系统;TPC-W是基于Web商业的测试标准,用来表示一些通过Internet进行市场服务和销售的商业行为,所以TPC-W可以看作是一个服务器的测试标准。
 
        指令执行速度法
        在计算机发展的初期,曾用加法指令的运算速度来衡量计算机的速度,速度是计算机的主要性能指标之一。因为加法指令的运算速度大体上可反映出乘法、除法等其他算术运算的速度,而且逻辑运算、转移指令等简单指令的执行时间往往设计成与加法指令相同,因此加法指令的运算速度有一定代表性。
        表示机器运算速度的单位是MIPS。常用的有峰值MIPS、基准程序MIPS和以特定系统为基准的MIPS。MFLOPS(Million Floating-point Operations Per Second,每秒百万浮点操作次数)衡量计算机的科学计算速度,常用的有峰值MFLOPS和以基准程序测得的MFLOPS。
        MFLOPS可用于比较和评价在同一系统上求解同一问题的不同算法的性能,还可用于在同一源程序、同一编译器以及相同的优化措施、同样运行环境下以不同系统测试浮点运算速度。由于实际程序中各种操作所占比例不同,因此测得MFLOPS也不相同。MFLOPS值没有考虑运算部件与存储器、I/O系统等速度之间相互协调等因素,所以只能说明在特定条件下的浮点运算速度。
 
        综合理论性能法
        CTP是美国政府为限制较高性能计算机出口所设置的运算部件综合性能估算方法。CTP以每秒百万次理论运算MTOPS表示。CTP的估算方法首先算出处理部件每一计算单元(如定点加法单元,定点乘法单元,浮点加单元,浮点乘法单元)的有效计算率R,再按不同字长加以调整,得出该计算单元的理论性能TP,所有组成该处理部件的计算单元TP的总和即为综合理论性能CTP。



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