计算机系统分析与性能评价
计算机视觉识别系统先进性能评价方法分析
计算机视觉识别系统先进性能评价方法分析综述近年来，计算机视觉识别系统已成为计算机科学领域的一个热门研究方向。
随着人工智能技术的快速发展，计算机视觉识别系统在人脸识别、图像分类、物体检测等领域取得了重大突破。
然而，随着计算机视觉应用领域的不断扩大和发展，对于计算机视觉识别系统性能的评价也成为了一个重要的课题。
本文将重点分析计算机视觉识别系统先进性能评价方法，从不同角度探讨其优缺点和适用场景。
一、基于准确率的评价方法准确率是衡量计算机视觉识别系统性能的重要指标之一。
在图像分类、目标检测和人脸识别等应用中，准确率通常被定义为系统正确预测的样本数与总样本数的比值。
基于准确率的评价方法直观且易于理解，被广泛使用。
然而，仅仅通过准确率评估系统性能存在一定的局限性。
因为准确率不能提供关于模型在错误分类样本上的信息，而且无法区分不同类别之间的错误预测。
二、基于查准率和召回率的评价方法查准率和召回率是另一种常用的性能评价指标。
查准率是指系统预测为正样本中实际为正样本的比例，召回率是指系统预测为正样本并且实际为正样本的比例。
这两个指标经常一起使用，通过绘制查准率-召回率曲线可以直观地评估系统的性能。
基于查准率和召回率的评价方法尤其适用于图像分类、目标检测和物体识别等任务。
然而，这种方法也存在局限性，因为查准率和召回率是相互矛盾的，无法同时最大化。
三、基于混淆矩阵的评价方法混淆矩阵是将模型的分类结果与真实标签对比的一种常用工具。
通过计算混淆矩阵的准确率、精确率、召回率和F1值等指标，可以综合评价计算机视觉识别系统的性能。
混淆矩阵方法可以提供详细的分类信息，包括真正例、假正例、真负例和假负例。
这种方法广泛应用于图像分类、目标检测和人脸识别等领域，但需要根据具体任务选择合适的性能指标。
四、基于ROC曲线和AUC的评价方法ROC曲线是一种既定分类模型性能评价方法，通过绘制真正例率和假正例率曲线，ROC曲线可以直观地评估分类器的性能。
系统分析师核心考点归纳
n n 其中 n 为任务数，k 为流水线的段数 Tk ( k n 1) t
3
系统分析师核心考点
对于数据相关的处理：采用相关专用通路的直接读出操作数。 遇到转移指令影响流水线连续流动的情况可用猜测法来加快执行。 流水线出现 I/O 中断时可以让已经进入流水线的指令继续执行， 知道执行完成， 这种方 法叫做不精确断点法。 五、超级流水线： 采用简单指令以加快执行速度是所有流水线的共同特点， 超级流水线配置 了多个功能部件和指令译码电路， 采用多条流水线并行处理， 还有多个寄存器端口和总 线，可以同时执行多个操作，比普通流水线执行得更快。 六、超长指令字（VLIW） ：是一种单指令流、多操作码、多数据的体系结构。编译时把多 个能并行的操作组合在一起，成为一条有多个操作码的超长指令。 七、磁盘存储器 1、最外层为 0 磁道。 2、存储容量= n t s b 其中 n 为保存数据的总盘面数；t 为每面磁道数；s 为每道的 扇区数；b 为每个扇区存储的字节数 3、存取时间包括寻道时间和等待时间。 4、数据传输速率 R=TB/T TB 为一个磁道上记录的字节数，T 为磁盘旋转一周所需的 时间。 5、磁盘读写时间=磁盘的平均寻道时间+平均旋转时间（转速/2）+读或写数据的传输 时间+控制器的开销 一般寻道为先移动磁盘臂再旋转到对应扇区。 八、RAID 存储器 RAID0：具有最高的 I/O 性能和最高的磁盘空间利用率； RAID1：磁盘镜像阵列，具有最高的安全性，但磁盘空间利用率只有 50%； 九、输入/输出接口控制方法 输入输出系统有 5 种方式与主机交换数据： 1、 程序控制方式（查询方式） ：方法简单，硬件开销小，不能及时响应； 2、 程序中断方式：CPU 无需等待而提高了效率，及时响应，不会产生数据丢失，系 统开销大，实现较复杂； 3、 DMA 方式：使用 DMA 控制器来控制和管理数据传输。DMAC 获取总线的 3 种方 式：暂停方式、周期窃取方式和共享方式。 4、 通道：可分为字节多路通道、选择通道和数组多路通道 3 种 5、 输入输出处理机（IOP） ：又称 PPU 方式，用于大型、高效的计算机系统处理外围 设备的输入输出，并利用共享存储器或其他共享手段与主机交换信息。 十、设备接口 IDE：普通 IDE 数据传数不超过 1.5Mbps，数据宽度 8 位，最多可接 4 个设备。EIDE 接口传数率可达 12-18Mbps，数据传输宽度 32 位，可接 4 个 IDE 设备； SCSI：数据宽度为 8 位、16 位和 32 位。被分配给一个唯一的 ID 号（0-7） ，其中 7 号 分配给 SCSI 控制器，可以提供多达 35 个 SCSI 通道。 PCMCIA：广泛用于笔记本电脑的接口标准，体积小，扩展较方便灵活。 P1394 串行接口：是一种高速的串行总线，用以连接众多的外部设备。一个端口可以支 持 63 个设备。以树形结构配置，可以支持的设备高达 1022 个。支持热插拔。 USB 接口：是一种串行总线式的接口。 SATA：传输率可达 150MB/sec(1.5Gbps)。SATAⅡ速率可达 300MB/sec.关键技术就是 3Gbps 的外部传输率和 NCQ 技术。NCQ 技术可以对硬盘的指令执行顺序进行优化，避免像 传统硬盘那样机械地按照接收指令的先后顺序移动磁头读写硬盘的不同位置， 与此相反， 它 会在接收命令后对其进行排序， 排序后的磁头将以高效率的顺序进行寻址， 从而避免磁头反
第13章 系统配置与性能评价
A. 5
B. 10
C. 15
D. 20
DESIGNER:
例题讲解 方法一：求极限
P= ___n____
1+(n-1)a
a=0.1
数学中的求极限，当n趋向于无穷大时，公式中的常数均可以忽略不计。
P= ___n____
1+(n-1)a
P= ___n____
1+0.1n-0.1
P= ___n____ = 10
吞吐率测试。 TPC基准程序：TPC（Transaction Processing Council , 事务处理委员会 ）基准程序用以评测计算机在事务处理、数据库处理、
MIPS：每秒处理的百万级的机器语言指令数，主要用于衡量标量机性能。
MFLOPS：每秒百万个浮点操作，不能反映整体情况，只能反映浮点运算情况，主要用于衡量t向量 机性能
DESIGNER:
例题讲解
软考教育
对时钟频率为400MHz的某计算机进行测试，测试程序使用4种类型的指令。每种指令 的数量及每种指令的指令时种数（CPI）如表所示。该计算机的指令平均时钟数为 （ ）；该计算机的运算速度约为（ ）MIPS。
0.1a
方法二：代入法
P= ___n____
1+0.1n-0.1
当n=1时，P=1/（1+0.1-0.1）=1 当n=10时，P=10/（1+1-0.1）=5.26 当n=100时，P=100/（1+10-0.1)=9.17 当n=1000时，P=1000/（1+100-0.1）=9.91
DESIGNER:
性能评价方法
时钟频率法：以时钟频率高低衡量速度。
软考教育
指令执行速度法：表示机器运算速度的单位是MIPS
2022年职业考证-软考-系统分析师考试全真模拟易错、难点剖析AB卷(带答案)试题号：73
2022年职业考证-软考-系统分析师考试全真模拟易错、难点剖析AB卷（带答案）一.综合题(共15题)1.单选题由于处理器芯片在不同领域应用时，需要考虑对环境的适应性。
通常，我们把芯片分为民用级、工业级和军用级。
（）分别是民用级、工业级和军用级芯片的标准工作温度范围。
问题1选项A.-10℃ ~+70℃ 、-40℃~+80℃ 、-50℃+150℃B.0℃~+70℃、-30℃~+85℃、-60℃~+150℃C.0℃~+70℃、-40℃~+85℃、-55℃~+150℃D.-10℃~+60℃、-40℃~+90℃、 -55℃~+150℃【答案】C2.单选题RISC-V是基于精简指令集计算原理建立的开放指令集架构，以下关于RISC-V的说法中，不正确的是（）。
问题1选项A.RISC-V 架构不仅短小精悍，而且其不同的部分还能以模块化的方式组织在一起，从而试图通过一套统一的架构满足各种不同的应用场景B.RISC-V基础指令集中只有40多条指令，加上其他模块化护展指令总共也就几十条指令C.RISC-VISA可以免费使用，允许任何人设计、制造和销售RISC-V芯片和软件D.RISC-V 也是X86架构的一种，它和ARM架构之间存在很大区别【答案】D【解析】本题考查的是RISC相关概念。
RISC-V的特点：1.完全开源对指令集使用，RISC-V基金会不收取高额的授权费。
开源采用宽松的BSD协议，企业完全自由免费使用，同时也容许企业添加自有指令集拓展而不必开放共享以实现差异化发展。
C选项说法正确。
2.架构简单RISC-V架构秉承简单的设计哲学。
体现为：在处理器领域，主流的架构为x86与ARM架构。
x86与ARM架构的发展的过程也伴随了现代处理器架构技术的不断发展成熟，但作为商用的架构，为了能够保持架构的向后兼容性，其不得不保留许多过时的定义，导致其指令数目多，指令冗余严重，文档数量庞大，所以要在这些架构上开发新的操作系统或者直接开发应用门槛很高。
安全性、可靠性和性能评价
安全性、可靠性和性能评价在计算机科学中，安全性、可靠性和性能评价是评估系统或软件在这些方面表现的重要因素。
这三个方面的评价对于各种应用和系统来说都至关重要，无论是在个人电脑、企业网络还是云计算环境中。
首先，安全性是衡量系统或软件保护用户数据和资源免受未经授权访问、破坏或泄露的能力。
在评估安全性时，需要考虑系统的身份验证和访问控制机制、数据的加密和存储方式以及系统的漏洞和弱点。
此外，系统需要有足够的防御措施来应对各种网络攻击，如拒绝服务攻击、恶意软件和网络钓鱼等。
其次，可靠性是指系统或软件在长时间运行中的稳定性和可靠性。
可靠性评价关注系统的容错能力、错误检测和修复机制以及故障处理能力。
一个可靠的系统应该能够处理异常情况并及时进行修复，不会因为单点故障而导致系统崩溃或数据丢失。
最后，性能评价是指系统或软件在操作和处理任务时的效率和响应速度。
性能评价关注系统的处理速度、资源利用率、并发处理能力以及吞吐量等指标。
一个高性能的系统应该具有快速的响应时间和高效的资源利用，以满足用户对于即时性和高并发的需求。
综上所述，安全性、可靠性和性能评价是评估系统或软件质量的重要指标。
它们互相关联，一个优秀的系统应该在这三个方面都得到合理的评价和处理。
通过充分的安全性保护、可靠性设计和优化的性能，能够为用户提供一个安全、可靠和高效的计算环境。
这些评价依赖于详尽的测试和分析，以确保系统在各种情况下的稳定性和使用体验。
安全性、可靠性和性能评价在计算机科学中具有重要的意义。
无论是个人用户、企业还是政府机构，都需要确保其使用的系统和软件具有良好的安全性、可靠性和性能。
首先，安全性评价是确保系统或软件能够保护用户数据和资源免受未经授权访问、破坏或泄露的能力。
在评估安全性时，需要考虑系统的身份验证和访问控制机制。
例如，密码、生物识别或双因素认证等方法可以用来验证用户的身份。
此外，系统还需要确保数据的加密和安全存储，以防止敏感信息被未经授权的人员访问。
系统分析师系统配置与性能评价
[模拟] 系统分析师系统配置与性能评价选择题微机A和微机B采用同样的CPU，微机A的主频为800MHz，而微机B为1200MHz。
若微机A平均指令执行速度为40MIPS，则微机A的平均指令周期为(1) ns，微机B的平均指令执行速度为(2) MIPS。
第1题：A.15B.25C.40D.60参考答案：B第2题：A.20B.40C.60D.80参考答案：C第3题：在某计算机系统中，若某一功能的处理速度被提高到10倍，而该功能的处理使用时间仅占整个系统运行时间的50%，那么可使系统的性能大致提高到(3) 倍。
A.1.51B.1.72C.1.82D.1.91参考答案：C同一型号的1000台计算机，在规定的条件下工作1000小时，其中有10台出现故障。
这种计算机千小时的可靠度R为(4) ，失效率λ为(5) /小时，平均故障间隔时间(MTBF)为(6) 小时。
A.0.999B.0.995C.0.99D.0.9参考答案：C第5题：A.1×10<sup>-4</sup>B.1×10<sup>-5</sup>C.1×10<sup>-6</sup>D.1×10<sup>-7</sup>参考答案：B第6题：A.10<sup>5</sup>B.10<sup>6</sup>C.10<sup>7</sup>D.10<sup>8</sup>参考答案：A在计算机系统中，某一功能的处理时间为整个系统运行时间的50%，若使该功能的处理速度加快10倍，根据Amdahl定律，这样做可以使整个系统的性能提高(7) 倍。
若要使整个系统的性能提高1.5倍，则该功能的处理速度应加快(8) 倍。
第7题：A.1.6B.1.7C.1.8D.1.9参考答案：CA.3B.5C.7D.8参考答案：A第9题：若某计算机由4个部件并串联构成，如下图所示。
中级信息系统管理工程师-信息系统评价-4.信息系统评价项目
中级信息系统管理工程师-信息系统评价-4.信息系统评价项目[单选题]1.信息系统评价的主要方法有四类，它们是:专家评估法、技术经济评估法、模型评估法及系统分析法。
灵敏度分析法属于()。
A.专家评估法B.技（江南博哥）术经济评估法C.系统分析法D.模型评估法正确答案：C参考解析：灵敏度分析是研究与分析一个系统的状态或输出变化对系统参数或周围条件变化的敏感程度的方法。
在最优化方法中经常利用灵敏度分析来研究原始数据不准确或发生变化时最优解的稳定性。
[单选题]2.在系统性能评价中对系统能力的管理涉及到设计和构建能力数据库。
规划和构建能力数据库时应当考虑多方面问题，下列说法中，()不在应当考虑的范围之列。
A.用于集中式数据存储的硬件和软件的可用性B.指定专人负责能力数据库的更新和维护，其他人只有查阅权限C.定期对能力数据库的内容进行审查和核对D.平均维护时间一定要限定在毫秒级之内正确答案：D参考解析：能力数据库是成功实施能力管理流程的基础。
能力管理需要将管理流程中采集到的各类与系统运营有关的数据存入能力数据库中。
这些数据库主要包括技术数据、业务数据、资源利用情况数据、服务数据以及财务数据。
规划和构建能力管理数据库时，应当考虑如下问题：（1）用于集中式数据存储的硬件和软件的可用性（2）指定专人负责能力数据库的更新和维护，其他人只有查阅权限（3）定期对能力数据库的内容进行审查和核对[单选题]3.系统评价就是对系统运行一段时间后的()及经济效益等方面的评价。
A.社会效益B.技术性能C.管理效益D.成本效益正确答案：B参考解析：系统评价就是对系统运行一段时间后的技术性能及经济效益等方面的评价，是对信息系统审计工作的延伸。
评价的目的是检查系统是否达到了预期的目标，技术性能是否达到了设计的要求，系统的各种资源是否得到充分利用，经济效益是否理想。
[单选题]4.系统性能的评价方法中，排队模型包括三个部分，下列选项()不在这三部分之列。
程序性能评价与优化
代码优化库
提供一些经过优化的函 数和算法，用于替换标 准库中的对应函数和算
法。
重构工具
自动或半自动地帮助开 发者改进代码结构，提 高可读性和可维护性。
缓存技术
数据缓存
将频繁访问的数据存储在缓存中，减 少对数据库或其他存储设备的访问次 数。
对象缓存
通过代理服务器缓存请求和响应，减 少网络传输时间。
选择评价方法
根据评价目标和需求选择合适的评价 方法，如基准测试、压力测试等。
收集数据
通过实际运行程序或模拟运行，收集 相关数据，如响应时间、CPU占用率 等。
分析数据
对收集到的数据进行整理和分析，找 出程序中的瓶颈和优化潜力。
制定优化方案
根据分析结果，制定相应的优化方案， 如算法改进、代码优化等。
实施优化并验证
算法改进
根据实际情况，选择更高效的算法或改进现有算法，降低计算复杂度。
算法并行化
将串行算法转化为并行算法，利用多核处理器或分布式计算资源提高计算效率。
数据结构优化
选择合适的数据结构
根据实际需求选择合适的数据结构，如哈希表、二叉树、堆等， 以减少数据访问和操作的时间。
数据结构优化
对常见的数据结构进行优化，如使用平衡二叉树、红黑树等自平衡 数据结构，提高查找、插入和删除操作的效率。
数据压缩与编码
采用数据压缩和编码技术，减少数据存储和传输的开销，提高数据 处理速度。
系统架构优化
分布式架构
01
将系统拆分成多个独立的子系统，通过分布式部署和负载均衡
技术提高系统整体性能。
缓存技术
02
利用缓存技术减少对数据库等存储设备的访问次数，提高系统
响应速度。
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§7.2网络性能测试
§7.3数据提取的一般方法
§7.4测试平台与模型负载
§7.5实验设计
§7.6数据表征
§7.7小结
第八章系统性能评价工具选择与应用
§8.1工具选择
§8.2结果有效性
§8.3实验实施
§8.4性能测量
§8.5性能评价
§8.6小结
第九章计算机系统结构分析
§9.1概述
§9.2案例I:中心服务器计算系统
课程大纲：（章节目录）
第一章概论
§1.1计算机系统结构的发展
§1.2操作系统的发展
§1.3计算机网络的发展
§1.4性能评价需求
§1.5性能评价在计算机工程中的作用
§1.6性能评价方法概述
§1.7性能测量与评价标准
第二章基本概念与性能测量
§2.1概述
§2.2时间与事件
§2.3测量（采样）
§2.4间隔时间
§2.5系统响应
§2.6独立性
§2.7随机性
§2.8工作负载
§2.9模型开发与应用问题
§2.10事例分析
§2.11小结
第三章一般测量原理
§3.1调度算法
§3.2负载
§3.3小结
第四章排队论
§4.1排队系统
§4.2排队网络
§4.3参数与分布估计
§4.4排队网络求解
§4.5小结
第五章模拟分析
§5.1模拟过程
附件
课程名称：计算机系统分析与性能评价
课程代码：210.511
课程类型：□博士专修课程□硕士专修课程
考核方式：全英文考试
教学方式：全英文讲授
适用专业：计算机科学与技术
适用层次：硕士□博士
开课学期：秋
总学时：32
学分：2
先修课程要求：计算机系统结构、操作系统、计算机网络、随机过程
课程组教师姓名
职称
专业
§5.2时间控制
§5.3系统与建模
§5.4模拟语言
§5.5模拟运用
§5.6小结
第六章Petri网理论
§6.1概述
§6.2基本标记
§6.3经典Petri网
§6.4时间Petri网
§6.5基于优先级的Petri网
§6.6着色Petri网
§6.7广义Petri网
§6.8小结
第七章硬件文教材：Paul J. Fortier, Howard Edgar puter Systems Performance Evaluation and Prediction.Elsevier,2003
主要参考书：
1.Raj Jain.The Art Of Computer Systems Performance Evaluation. Wiley
学术情况简介：
近年来，主持过国家自然科学基金项目，省自然科学基金项目，校创新基金项目；作为学术骨干，参加了国家973计划项目，863计划项目。近年发表学术论文60余篇，申请国家发明专利12项。主要研究方向：超高密度存储理论与技术，新型存储技术与系统，复杂性网络。
课程教学目标：
通过本课程的学习，使学生能够系统地掌握一般计算系统的性能抽象、表示与综合分析方法，特别是让学生能够灵活地运用排队论、Petri网、以及测试与仿真相结合的方法，对计算机系统和计算机网络的性能进行模型化及仿真分析，为系统的优化设计和评价提供必要的分析手段。
2.Daniel A. Menasce, Lawrence W. Dowdy and Virgilio A.F. Almeida. Performance by Design: Computer Capacity Planning By Example.Prentice Hall,2004
3.Piet Van Mieghem.Performance Analysis of Communications Networks and Systems.CambridgeUniversityPress,2006
§9.3案例II:多服务器计算系统
§9.4案例III:Petri网举例
§9.5小结
第十章操作系统分析
§10.1概述
§10.2系统架构
§10.3工作负载
§10.4实验设计与模拟
§10.5实验分析
§10.6小结
第十一章计算机网络分析
§11.1概述
§11.2分析模型举例
§11.3局域网的模拟建模
§11.4小结
年龄
学术方向
陈进才
教授
计算机
51
计算机系统结构
秦磊华
副教授
计算机
44
计算机系统结构
周可
教授
计算机
38
计算机系统结构
黄浩
副教授
计算机
47
计算机系统结构
课程负责教师留学经历及学术专长简介：
留学经历：
2011年10月-2012年10月在美国加州大学圣克鲁兹分校(University of California at Santa Cruz, UCSC)数据存储研究中心（Storage Systems Research Center，SSRC）作访问学者。