计算机的性能指标
一.计算机的主要性能指标
字长
字长是指计算机进行一次整数运算（即定点整数运算）所能处理的二进制数据的位数，
通常与 CPU 的寄存器位数、加法器有关。因此，字长一般等于内部寄存器的大小，字长越
长，数的表示范围越大，计算精度越高。计算机字长通常选定为字节（8 位）的整数倍。
在通常所说的“某 16 位或 32 位机器”中，16、32 指的是字长，也称机器字长。
指令字长：一个指令字中包含的二进制代码的位数。
存储字长：一个存储单元存储的二进制代码的长度。它们都必须是字节的整数倍。
指令字长一般取存储字长的整数倍，若指令字长等于存储字长的 2 倍，则需要 2 个访存周期来取出一条指令；若指令字长等于存储字长，则取指周期等于机器周期。早期的存储字长一般与指令字长、字长相等，因此访问一次主存便可取出一条指令或一个数据。随着计算机的发展，指令字长、字长都可变，但必须都是字节的整数倍。
数据通路带宽
数据通路带宽是指数据总线一次所能并行传送信息的位数。数据通路宽度是指外部数
据总线的宽度，它与 CPU 内部的数据总线宽度（内部寄存器的大小）有可能不同。注意：
各个子系统通过数据总线连接形成的数据传送路径称为数据通路
主存容量
主存容量是指主存储器所能存储信息的最大容量，通常以字节来衡量，也可用字数 x
字长（如 512K×16 位）来表示存储容量。
其中，MAR 的位数反映存储单元的个数，MAR 的位数反映可寻址范围的最大值（而不一定是实际存储器的存储容量）。例如，MAR 为 16 位，表示2 ^16=65536，即此存储体内有 65536 个存储单元（可称为 64K 内存，1K=1024），若 MDR为 32 位，表示存储容量为 64K×32 位。
运算速度
1.吞吐量
指系统在单位时间内处理请求的数量，吞吐量是指信息流入、处理和流出系统的速率。它取决于 CPU 能够多快地获取指令，数据能够多快地从内存取出或存入，以及所得结果能能多快地从内存送到输出设备。这些决定因素中的任一步骤都与主存紧密相关，因此吞吐量主要取决子主存的存取周期。
2.响应时间
响应时间是指从提交作业到该作业得到 CPU 响应所经历的时间。**响应时间越短，吞吐量越大。**通常包括 CPU 时间（运行一个程序所花费的时间）与等待时间（用于磁盘访问、
存储器访问、I/O 操作、操作系统开销等的时间
3.主频
机器内部主时钟的频率，是衡量机器速度的重要参数，主频越高，完成指令的一个执行步骤所用的时间越短，其常用单位为 Hz、MHz 等。
如果主频为 4MHz，则可以计算出时钟周期为 1/4×(10^(−6)) s=0.25μs（即每秒有 4M 个时钟周期）。
4.CPU 周期
CPU 周期又称为机器周期，通常定义为从内存读取一条指令字的最短时间。一个指令周期常由多个 CPU 周期构成
5.CPU 时钟周期
主频的倒数，是 CPU 中最小的时间单位，执行指令的每个动作至少需要 1 个时钟周期，通常为节拍脉冲或 T 周期
6.CPI（Cycles Per Instruction，每指令周期数）
CPI: 每条指令的时钟周期数。
CPU 时钟周期数＝程序的指令数*每条指令的平均时钟周期数=CPI*指令数
不同指令的时钟周期数可能不同，因此对于一个程序或一台机器来说，其 CPI 指该程序或该机器指令集中的所有指令执行所需的平均时钟周期数，此时 CPI 是一个平均值。
来自计算机组成与设计：硬件软件接口（原书第5版） (戴维 A.帕特森 (David A.Patterson) etc.) (Z-Library)
- IPC（Instructions Per Cycle，每周期指令数）
IPC = 1/CPI
8.CPU 执行时间
CPU 执行时间指 CPU 对某特定程序的执行时间，
例如，对于程序 A，CPU 执行程序 A 使用了 3s，则对于程序 A 而言，CPU 执行时间分别是 3s。
一个程序的CPU执行时间=时钟周期数*时钟周期时间
CPU 执行时间=CPU 时钟周期数/主频=（指令数×CPI）/主频，由此主频、CPI 和指令
条数是相互制约的。例如，更改指令集可以减少程序所含指令的条数，但同时可能引起 CPU
结构的调整，从而可能会增加时钟周期的宽度（降低主频）。CPU 的性能主要取决于这三个
要素
8.MIPS
MIPS（Million Instructions Per Second）指的是每秒执行多少百万条指令。
MIPS=指令条数/（执行时间×10^6） = 主频/（CPI × 10 6），如某机器每秒可以执行 500 万条指令，则记作 5MIPS。