【精选】第六章 计算机性能评价评测

2019/9/22
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性能评估——MIPS、Mflop/s 和PDR MIPS——早期的性能评估指标。是表示每秒能执 行的指令条数。
（仅以CPU周期和每条指令占用周期的数量两个重要因素衡 量计算机的主要性能。没有明确指出每秒能干多少活儿,做出 多少结果。随着流水、向量、并行等技术的应用,每秒执行的 指令数与产生结果数之间的关系变得十分复杂,一条指令可以 产生多个结果,也可以由几条指令产生一个结果。MIPS再也 无法表示计算机的实际性能）
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单向性能
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执行时间（CPU时间、等待时间、Elapsed Time）
峰值速度 Peak Performance
负载
load
开销 Overhead
利用率 Utilization Ratio
饱和性能 Saturate Performance
处理器主频、内存大小、内存总线带宽、 I/O总线性能、图形卡指标、OS指标
运行WinBench测试软件
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性能评测
Application OS
Network，Storage Memory CPU
性能分析
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从不同层面对计算机性能进行评测
（例曙光1000A,芯片频率为200MHz,每周期产生两个浮点 结果,具有32处理单元的曙光1000A的峰值为: 200×2×32=12800Mflop/s(128亿浮点结果每秒) Mflop/s没有考虑字长
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PDR=L/R（兆位/秒）
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Mflop/s——每秒执行的浮点指令结果。进而扩展 到并行。
理论峰值可以按下式计算: Mflop/s值=MHz值×n×M 其中,MHz是CPU频率、n为每个周期能产生的浮点结果数、 M为处理单元的数量。
可包含超标量技术,多条流水线的并行环境。n即为并行工作 的浮点运算部件个数。当采取乘加链接时,n还要加倍。
由于PDR 比较繁琐,而且现今计算机字长主要是32位、64位 两种,所以很多组织还是更偏爱以Mflop/s表示的理论峰值。
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标准测试程序
基准测试 Benchmark
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微基准测试 Micro-benchmark
宏基准测试 Macro-benchmark
基准程序测试的两个阶段： 上世纪70年代以LINPACK就是这类基准测试的典型代表； 上世纪80年代中后期创建的,最主要的有系统性能评测委员会SPEC和事 务处理性能测试委员会TPC等。 基准测试(benchmark)涉及基准测试程序和测试者(benchmarker)两个方 面。在讨论基准测试程序时,自然要涉及测试组织。 在很多场合,“benchmark”既表示基准测试者,也代表基准测试程序,而有些 团体既开发程序,也组织测试。
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单项性能指标
带宽 延迟 吞吐率 加速比 Amdahl定律 效率
Bandwidth Latency Throughput Speedup Amdahl Law Efficiency
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用于测试定点和逻辑运算速度, 用C语言编写。
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Linpack
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Linpack是最早的评测系统浮点运算能力的程序之一。 主要功能是求解线性方程组和最小二乘问题。对参 数矩阵，Linpack使用面向列的算法来提高Cache命 中率，最早的Linpack采用矩阵大小为 100×100, 后来有300×300及1000×1000的版本问世。
机器平衡值 System BalanceNumber
概率分布
Possibility Distribution
响应时间 Response Time
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基本作用
用性能评价软件包，了解系统性能， 用户选型和配置提出建议
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对
针对不同应用，不同软硬件配置能进行性 能评价和优化，对用户使用系统提出性能 上的建议
建立理论模型，对系统的性能进行预测
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Benchmarks XI’AN JIAOTONG UNIVERSITY
没有一个标准能反映计算机系统的全部性能，它们 代表的只是性能的一个侧面。也可以分为基本性能， 综合性能和局部性能等 常用的标准
计算性能、Web服务性能 数据处理性能、系统软件性能、
性能评测包括"评估"与"测试“:
评估是基于一些原始数据进行逻辑推算。
典型的有MIPS(百万指令每秒)、理论峰值(Theoretical peek)和 数据处理速率PDR(Processing Data Rate)。 针对不同内容进行改进和优化的评估分析
测试是通过“尺子”来度量计算机的性能, 基准测试程序 (benchmark Program)。
其中：
L=0.85×定点指令位数+0.15×定点数位数+0.4×浮点指令 位数+0.15×浮点数位数 R=0.85×定点加法时间+0.09×浮点加法时间+0.06×浮点 乘法时间
L、R表示加权平均的每条指令传输的位数和每条指令的时 间(微秒)。PDR曾作为美国政府限制计算机出口的性能指标, 受到广泛的关注。
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第六章 计算机系统性能评测
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评价计算机系统内容 价格、服务、应用软件、质Байду номын сангаас、 功能、升级能力、性能
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客户端系统
对桌面系统性能评价
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定点性能、浮点性能、科学与工程计算性能 电子商务事务
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计算性能评测程序
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计算性能是计算机性能的重要部分，有很多评 测程序就是为了评测系统浮点、定点运算性能 而设计的。
Whenstones：
测试浮点运算速度,用FORTRAN语言编写 Dhrystones：