Thực đơn
trang chủTrò chơi

Tốc độ và hiệu suất máy tính. Thiết kế và phát triển một sản phẩm phần mềm. Kiểm tra đo lường hiệu suất tiêu chuẩn

Để đo hiệu suất máy tính bằng các bài kiểm tra, không cần thiết phải tải xuống bất kỳ ứng dụng và tiện ích nào của bên thứ ba.

Chỉ cần sử dụng các tài nguyên đã được tích hợp sẵn trong hệ điều hành là đủ.

Mặc dù để có được nhiều hơn thông tin chi tiết người dùng sẽ phải tìm một chương trình phù hợp.

Dựa trên kết quả kiểm tra, bạn có thể đưa ra kết luận về bộ phận nào trên PC hoặc máy tính xách tay của bạn cần thay thế sớm hơn những bộ phận khác - và đôi khi bạn có thể hiểu đơn giản là cần phải mua một chiếc máy tính mới.

Sự cần thiết phải thực hiện kiểm tra

Kiểm tra tốc độ máy tính có sẵn cho bất kỳ người dùng nào. Bài kiểm tra không yêu cầu bất kỳ kiến ​​thức hoặc kinh nghiệm chuyên môn nào với các phiên bản cụ thể của hệ điều hành Windows. Và bản thân quá trình này khó có thể đòi hỏi phải dành nhiều hơn một giờ.

Lý do bạn nên sử dụng tính năng tích hợp tiện ích hoặc ứng dụng của bên thứ ba đề cập đến:

  • Làm chậm máy tính một cách vô lý. Hơn nữa, không nhất thiết phải là cái cũ - việc kiểm tra là cần thiết để xác định sự cố với PC mới. Ví dụ: kết quả và chỉ báo tối thiểu của một card màn hình tốt cho biết trình điều khiển được cài đặt không chính xác;
  • kiểm tra thiết bị khi chọn một số cấu hình tương tự trong cửa hàng máy tính. Việc này thường được thực hiện trước khi mua máy tính xách tay - chạy thử nghiệm trên 2-3 thiết bị có thông số gần như giống hệt nhau giúp tìm ra thiết bị nào phù hợp hơn với người mua;
  • nhu cầu so sánh khả năng của các thành phần khác nhau của một máy tính đang dần được hiện đại hóa. Vì vậy, nếu ổ cứng HDD có giá trị hiệu suất thấp nhất thì trước tiên nên thay thế nó (ví dụ bằng ổ SSD).

Theo kết quả thử nghiệm cho thấy tốc độ máy tính thực hiện các tác vụ khác nhau, bạn có thể phát hiện sự cố với trình điều khiển và sự không tương thích của các thiết bị đã cài đặt. Và đôi khi thậm chí có những bộ phận hoạt động kém và bị hỏng - tuy nhiên, để làm được điều này, bạn sẽ cần nhiều tiện ích chức năng hơn những tiện ích được tích hợp sẵn trong Windows theo mặc định. Các bài kiểm tra tiêu chuẩn hóa tiết lộ thông tin tối thiểu.

Kiểm tra hệ thống

Bạn có thể kiểm tra hiệu suất của từng thành phần máy tính riêng lẻ bằng các khả năng tích hợp sẵn của hệ điều hành Windows. Nguyên tắc hoạt động và nội dung thông tin của chúng gần như giống nhau đối với tất cả các phiên bản nền tảng Microsoft. Và sự khác biệt chỉ nằm ở cách khởi động và đọc thông tin.

Windows Vista, 7 và 8

Đối với phiên bản 7 và 8 của nền tảng, cũng như Windows Vista, bạn có thể tìm thấy bộ đếm hiệu suất của các phần tử máy tính trong danh sách thông tin cơ bản về hệ điều hành. Để hiển thị chúng trên màn hình, chỉ cần nhấp chuột phải vào biểu tượng “My Computer” và chọn thuộc tính.

Nếu thử nghiệm đã được thực hiện, thông tin về kết quả của nó sẽ có sẵn ngay lập tức. Nếu bạn đang chạy thử nghiệm lần đầu tiên, bạn sẽ phải chạy nó bằng cách vào menu kiểm tra hiệu suất.

Điểm tối đa mà Windows 7 và 8 có thể đạt được là 7,9. Bạn nên nghĩ đến việc cần phải thay thế các bộ phận nếu ít nhất một trong các chỉ số dưới 4. Đối với một game thủ, các giá trị trên 6 sẽ phù hợp hơn. Đối với Windows Vista, chỉ báo tốt nhất là 5,9 và chỉ báo “quan trọng” là. khoảng 3.

Quan trọng:Để tăng tốc độ tính toán hiệu năng, bạn nên tắt hầu hết các chương trình trong quá trình kiểm tra. Khi kiểm tra máy tính xách tay, bạn nên cắm nó vào mạng - quá trình này tiêu tốn pin đáng kể.

Windows 8.1 và 10

Đối với các hệ điều hành hiện đại hơn, việc tìm kiếm thông tin về hiệu suất máy tính và bắt đầu tính toán nó không còn quá dễ dàng nữa. Để chạy một tiện ích đánh giá các tham số hệ thống, bạn nên làm như sau:

1Đi tới dòng lệnh của hệ điều hành(cmd qua menu "Chạy" do nhấn phím cùng lúc Thắng + R);

2Kích hoạt quá trình đánh giá, dẫn đầu đội winat chính thức –khởi động lại sạch sẽ;

3Chờ cho công việc hoàn thành;

4Đi tới thư mục Hiệu suất\WinSAT\DataStore nằm trong thư mục hệ thống Windows trên ổ đĩa hệ thống của máy tính;

5Tìm và mở tệp trong trình soạn thảo văn bản "Formal.Assessment (Gần đây).WinSAT.xml".

Giữa vô số văn bản, người dùng phải tìm khối WinSPR, nơi chứa gần như cùng một dữ liệu được hiển thị trên màn hình của hệ thống Windows 7 và 8 - chỉ ở một dạng khác.

Vâng, dưới cái tên Điểm hệ thốngẩn chỉ số chung được tính bằng giá trị tối thiểu, MỘT Điểm bộ nhớ, Điểm CPU Và Điểm đồ họa cho biết các chỉ số bộ nhớ, bộ xử lý và card đồ họa tương ứng. Điểm chơi game Và Điểm đĩa– hiệu suất để chơi game và đọc/ghi ổ cứng.

Giá trị tối đa cho Windows 10 và phiên bản 8.1 là 9,9. Điều này có nghĩa là người sở hữu một chiếc máy tính văn phòng vẫn có đủ khả năng để có một hệ thống có số lượng nhỏ hơn 6, nhưng để PC và máy tính xách tay hoạt động đầy đủ thì nó phải đạt ít nhất 7. Và đối với thiết bị chơi game - ít nhất là 8.

Phương pháp phổ quát

Có một phương pháp giống nhau cho mọi hệ điều hành. Nó bao gồm khởi chạy trình quản lý tác vụ sau khi nhấn phím Ctrl + Alt + Delete. Hiệu ứng tương tự có thể đạt được bằng cách nhấp chuột phải vào thanh tác vụ - ở đó bạn có thể tìm thấy một mục khởi chạy cùng một tiện ích.

Bạn sẽ có thể thấy một số biểu đồ trên màn hình - cho bộ xử lý (cho từng luồng riêng biệt) và RAM. Để biết thêm thông tin chi tiết, hãy chuyển đến menu “Giám sát tài nguyên”.

Sử dụng thông tin này, bạn có thể xác định mức độ tải nặng các thành phần riêng lẻ MÁY TÍNH. Trước hết, điều này có thể được thực hiện bằng phần trăm tải, thứ hai - bằng màu của dòng ( màu xanh lá có nghĩa là hoạt động bình thường của thành phần, màu vàng- vừa phải, màu đỏ– cần thay thế linh kiện).

Các chương trình của bên thứ ba

Bằng cách sử dụng ứng dụng bên thứ ba Việc kiểm tra hiệu suất máy tính của bạn thậm chí còn dễ dàng hơn.

Một số trong số chúng là phần mềm trả phí hoặc phần mềm chia sẻ (nghĩa là chúng yêu cầu thanh toán sau khi hoàn thành giai đoạn thử nghiệm hoặc để cải thiện chức năng).

Tuy nhiên, các ứng dụng này tiến hành thử nghiệm chi tiết hơn - và thường cung cấp nhiều thông tin khác hữu ích cho người dùng.

1. AIDA64

AIDA64 bao gồm các bài kiểm tra về bộ nhớ, bộ đệm, ổ cứng, SSD và ổ đĩa flash. Và khi kiểm tra bộ xử lý, có thể kiểm tra 32 luồng cùng một lúc. Trong số tất cả những ưu điểm này, còn có một nhược điểm nhỏ - bạn chỉ có thể sử dụng chương trình miễn phí trong “thời gian dùng thử” là 30 ngày. Và sau đó bạn phải chuyển sang ứng dụng khác hoặc trả 2265 rúp. để xin giấy phép.

2. SiSoftware Sandra Lite

3.3DMark

4.PCMark 10

Ứng dụng này cho phép bạn không chỉ kiểm tra hoạt động của các phần tử máy tính mà còn lưu kết quả kiểm tra cho sử dụng thêm. Hạn chế duy nhất của ứng dụng là chi phí tương đối cao. Bạn sẽ phải trả $30 cho nó.

5. BÊN CINE

Các hình ảnh thử nghiệm bao gồm 300 nghìn hình ảnh đa giác có tổng cộng hơn 2000 đối tượng. Và kết quả được đưa ra dưới dạng Chỉ báo PTS - càng cao thì máy tính càng mạnh. Chương trình được phân phối miễn phí, giúp bạn dễ dàng tìm và tải xuống trên Internet.

6. Kinh nghiệmIndexOK

Thông tin được hiển thị trên màn hình theo điểm. Số lượng tối đa là 9,9, đối với phiên bản mới nhất Các cửa sổ. Đây chính xác là mục đích mà ExperienceIndexOK được thiết kế. Việc sử dụng một chương trình như vậy sẽ dễ dàng hơn nhiều so với việc nhập lệnh và tìm kiếm các tệp có kết quả trong thư mục hệ thống.

7.CrystalDiskMark

Để kiểm tra một đĩa, hãy chọn đĩa và đặt các thông số kiểm tra. Đó là số lần chạy và kích thước tệp sẽ được sử dụng để chẩn đoán. Sau vài phút, thông tin về tốc độ đọc ghi trung bình của ổ cứng sẽ xuất hiện trên màn hình.

8. Điểm chuẩn PC

Sau khi nhận được kết quả kiểm tra, chương trình đưa ra cách tối ưu hóa hệ thống. Và sau khi cải thiện hiệu suất, một trang sẽ mở ra trong trình duyệt nơi bạn có thể so sánh hiệu suất của PC với các hệ thống khác. Trên cùng một trang, bạn có thể kiểm tra xem máy tính của mình có thể chạy một số trò chơi hiện đại hay không.

9. Chỉ số trải nghiệm Metro

10.Kiểm tra hiệu suất PassMark

kết luận

Việc sử dụng các phương pháp khác nhau để kiểm tra hiệu suất máy tính cho phép bạn kiểm tra xem hệ thống của bạn đang hoạt động như thế nào. Và, nếu cần, hãy so sánh tốc độ của từng phần tử với hiệu suất của các mô hình khác. Để đánh giá sơ bộ, bạn có thể tiến hành kiểm tra như vậy bằng cách sử dụng các tiện ích tích hợp sẵn. Mặc dù việc tải xuống các ứng dụng đặc biệt cho việc này sẽ thuận tiện hơn nhiều - đặc biệt vì trong số đó, bạn có thể tìm thấy một số ứng dụng khá chức năng và miễn phí.

Băng hình:

Hiệu suất của bộ xử lý là một đặc tính không thể thiếu phụ thuộc vào tần số bộ xử lý, dung lượng bit của nó cũng như các đặc điểm kiến ​​trúc (sự hiện diện của bộ nhớ đệm, v.v.). Hiệu suất xử lý không thể được tính toán. Nó được xác định trong quá trình thử nghiệm, tức là. xác định tốc độ bộ xử lý thực hiện các hoạt động nhất định trong bất kỳ môi trường phần mềm nào.

Vì vậy, hãy xem xét một số đặc điểm và thành phần chính của bộ xử lý:

Tần số đồng hồ

Người ta thường chấp nhận rằng để chọn bộ xử lý phù hợp, trước tiên bạn cần xem xét đặc điểm chính của nó - tần số xung nhịp, còn được gọi là tốc độ. Như đã đề cập ở trên, tốc độ của toàn bộ hệ thống (hiệu suất) của bạn phụ thuộc vào khả năng của bộ xử lý. Tần số đồng hồ thiết lập nhịp sống của máy tính. Tần số xung nhịp càng cao thì thời lượng của một thao tác càng ngắn và hiệu suất của máy tính càng cao. Vì vậy, tần số là đặc tính chính của bộ xử lý.

Takt chúng tôi muốn nói đến khoảng thời gian mà một thao tác cơ bản có thể được thực hiện. Tần số đồng hồ có thể được đo và giá trị của nó được xác định. Nó được đo bằng Megahertz (MHz) (MHz) hoặc GHz (GHz). Hertz là đơn vị đo lường xác định tần số của một quá trình tuần hoàn. Đơn vị đo lường này có mối quan hệ trực tiếp với đơn vị thời gian, giá trị một giây. Nói cách khác, khi chúng ta nói 1 Hz, điều này có nghĩa là một quá trình được thực hiện trong một giây (1 Hz = 1/s). Ví dụ: nếu chúng ta có 10 Hz, thì điều này có nghĩa là chúng ta có mười lần thực hiện quy trình như vậy trong một giây. Tiền tố Mega tăng giá trị cơ bản (Hz) lên một triệu lần (1 MHz - một triệu chu kỳ mỗi giây) và tiền tố Giga lên một tỷ (1 GHz - một tỷ chu kỳ mỗi giây).

Core (một tập hợp các công cụ công nghệ, vật lý và phần mềm làm nền tảng cho bộ xử lý)

Lõi là bộ phận chính của bộ xử lý trung tâm (CPU). Chính phần này sẽ quyết định hầu hết các thông số chính của CPU của bạn. Trước hết là loại ổ cắm, dải tần hoạt động và tần số hoạt động của bus dữ liệu nội bộ (FSB).

Lõi bộ xử lý được đặc trưng bởi các tham số sau:

dung lượng bộ đệm trong của cấp độ thứ nhất và thứ hai (xem bên dưới),

quy trình công nghệ (chuỗi hoạt động tuần tự và kết nối giữa các yếu tố),

tản nhiệt hoặc tản nhiệt (năng lượng mà hệ thống làm mát loại bỏ để đảm bảo bộ xử lý hoạt động bình thường. Giá trị của thông số này càng cao thì bộ xử lý của bạn sẽ càng nóng. Xin lưu ý rằng một số nhà sản xuất bộ xử lý đo mức tản nhiệt khác nhau nên so sánh nên được thực hiện trong cùng một nhà sản xuất).

Trước khi mua CPU có lõi cụ thể, bạn cần đảm bảo rằng bo mạch chủ của bạn có thể hoạt động với bộ xử lý như vậy. Trong cùng một dòng có thể có các CPU có lõi khác nhau. Ví dụ: dòng Pentium IV chứa các bộ xử lý có lõi Northwood, Prescott và Willamette.

Cùng một lõi có thể là nền tảng của các mẫu bộ xử lý khác nhau, khác nhau về mức giá và hiệu suất. Nếu bạn gặp cùng một tên kernel trong các mẫu bộ xử lý khác nhau, điều này cho thấy chúng thuộc cùng một thế hệ. Thông thường chúng tương thích với cùng một mẫu bo mạch chủ.

Số lượng lõi

Trong nhiều thập kỷ, bộ xử lý lõi đơn là thực tế duy nhất trong phân khúc máy tính cá nhân. Điều này xảy ra cho đến năm 2005, khi hai gã khổng lồ vi xử lý - Intel và AMD - phát hành bộ vi xử lý lõi kép đầu tiên của họ. Những sản phẩm này không chỉ là những cải tiến mới nhất của những người dẫn đầu ngành mà còn báo trước sự khởi đầu của cả một kỷ nguyên phát triển các công nghệ chuyên nghiệp cho máy tính cá nhân. Theo thời gian, họ ngày càng có nhiều người kế vị.

Công bằng mà nói, hãy nói rằng mặc dù có ý tưởng sâu xa rằng một lõi hoàn toàn không tương thích với thực tế hiện đại, nhưng “lõi đơn cũ” vẫn tìm thấy người dùng của họ. Điều này là do hầu hết các chương trình vẫn chưa biết cách sử dụng khả năng của chip đa lõi. Dưới đây là một số tên bộ xử lý lõi đơn được sử dụng rộng rãi cho đến ngày nay: AMD Athlon 64, AMD Sempron, Intel Celeron, Intel Core Solo, Intel Pentium 4.

Lợi ích thực sự của bộ xử lý đa lõi là gì? Hoạt động song song của hai hoặc nhiều lõi ở tốc độ xung nhịp thấp hơn mang lại hiệu suất cao hơn. Chương trình hiện đang chạy phân phối các tác vụ xử lý dữ liệu cho cả hai lõi. Điều này cung cấp hiệu quả tối đa khi cả hệ điều hành và các chương trình ứng dụng đều chạy song song, như trường hợp thường xảy ra với các ứng dụng đồ họa. Đa lõi cũng ảnh hưởng đến tính đồng thời ứng dụng tiêu chuẩn. Ví dụ: một lõi bộ xử lý có thể chịu trách nhiệm cho một chương trình chạy ở chế độ nền trong khi chương trình chống vi rút chiếm tài nguyên của lõi thứ hai.

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là việc quản lý các tác vụ song song vẫn cần có thời gian và sử dụng các tài nguyên hệ thống khác. Và đôi khi thậm chí để giải quyết một trong những vấn đề này bạn phải chờ kết quả của một vấn đề khác. Vì vậy, trên thực tế, việc có bộ xử lý 2 nhân không có nghĩa là hiệu năng tính toán nhanh gấp đôi. Mặc dù mức tăng hiệu suất có thể khá đáng kể nhưng nó phụ thuộc vào loại ứng dụng.

Đối với các trò chơi chưa sử dụng công nghệ mới, hiệu suất tăng không quá 5% ở cùng tần số xung nhịp. Ở một mức độ lớn, trò chơi chỉ được hưởng lợi từ size lớn bộ nhớ đệm của bộ xử lý được cài đặt trên máy tính của bạn. Sẽ còn phải mất một thời gian nữa mới có những trò chơi chạy nhanh hơn đáng kể trên bộ xử lý đa lõi.

Nhưng các chương trình xử lý nhạc và video được tối ưu hóa cho bộ xử lý đa lõi sẽ chạy nhanh hơn 50%. Tốc độ tăng lên đặc biệt đáng chú ý nếu ứng dụng được sử dụng để xử lý và nén các tệp video được thiết kế riêng cho bộ xử lý đa lõi. Sự hiện diện của 2 lõi trở lên cũng sẽ cải thiện chất lượng phát lại các bộ phim có độ phân giải cao (Blu-ray, HD-DVD), bởi vì Khi giải nén một video chứa lượng lớn dữ liệu như vậy, bộ xử lý phải thực hiện một số lượng lớn các phép tính.

Một ưu điểm thực sự khác của bộ xử lý đa lõi là giảm mức tiêu thụ điện năng. Chip đa lõi, triển khai tất cả các công nghệ tiết kiệm năng lượng hiện đại, xử lý các tác vụ được giao nhanh hơn bình thường và do đó có thể nhanh chóng chuyển sang chế độ có tần số xung nhịp thấp hơn và theo đó, tiêu thụ điện năng thấp hơn. Chi tiết này đặc biệt quan trọng đối với một máy tính xách tay có hoạt động tự chủ từ pin đến đến một mức độ lớnĐược kéo dài.

Ngày nay, các mẫu bộ xử lý 2 nhân phổ biến nhất là AMD Athlon 64 x 2, Intel Core 2 Duo, Intel Pentium Dual Core, Intel Pentium D. Ngoài ra còn có các bộ xử lý 4 nhân dành cho máy tính để bàn, chẳng hạn như Intel Core 2 Quad.

Tuy nhiên, để tận dụng được tất cả lợi ích của bộ xử lý đa lõi được mô tả ở trên, hệ điều hành và các ứng dụng phải hỗ trợ xử lý đa lõi. Hệ điều hành Windows hiện đại, nhằm tăng hiệu suất máy tính, phân phối độc lập nhiệm vụ phần mềm trên các lõi xử lý khác nhau. Vì vậy, Windows XP chuyển sang lõi xử lý thứ hai tác vụ nền các chương trình được thiết kế đặc biệt cho bộ xử lý đa lõi (ví dụ: các ứng dụng đồ họa chuyên nghiệp của Adobe). Windows Vista còn đi xa hơn bằng cách phân phối nhiệm vụ của các chương trình ứng dụng trên các lõi mà ban đầu không được thiết kế để sử dụng trên các chip đa lõi. Nếu bạn đang sử dụng các phiên bản hệ điều hành cũ hơn - ví dụ: Windows 98 hoặc Windows Me - thì bạn sẽ không được hưởng lợi từ việc sử dụng bộ xử lý đa lõi.

Bộ nhớ đệm

Tất cả các bộ xử lý hiện đại đều có bộ đệm (tiếng Anh - cache) - một mảng RAM cực nhanh, là bộ đệm giữa bộ điều khiển tương đối chậm bộ nhớ hệ thống và bộ xử lý. Bộ nhớ đệm của bộ xử lý thực hiện chức năng gần giống như RAM. Chỉ có bộ đệm là bộ nhớ được tích hợp trong bộ xử lý. Bộ nhớ đệm được bộ xử lý sử dụng để lưu trữ thông tin mà máy tính của bạn hiện đang làm việc cũng như các dữ liệu được sử dụng thường xuyên khác. Nhờ bộ nhớ đệm, thời gian truy cập tiếp theo vào chúng sẽ giảm đáng kể. Điều này làm tăng đáng kể Tổng hiệu suất bộ xử lý.

Nói chung, chúng ta có thể phân biệt các tác vụ sau mà bộ nhớ đệm thực hiện:

cung cấp quyền truy cập nhanh vào dữ liệu được sử dụng nhiều;

phối hợp các giao diện bộ xử lý và bộ điều khiển bộ nhớ;

ghi dữ liệu bị trì hoãn.

Giả sử bạn thường xuyên truy cập cùng một trang web trên Internet hoặc khởi chạy trò chơi yêu thích của mình mỗi ngày. Bộ nhớ đệm của bộ xử lý của bạn sẽ lưu trữ phần lớn hình ảnh và đoạn video, do đó giảm đáng kể số lần bộ xử lý truy cập vào bộ nhớ hệ thống cực kỳ chậm (so với tốc độ của bộ xử lý).

Nếu dung lượng RAM trên máy tính mới từ 1 GB thì bộ nhớ đệm của chúng sẽ vào khoảng 2-8 MB. Như bạn có thể thấy, sự khác biệt về dung lượng bộ nhớ là đáng chú ý. Nhưng ngay cả khối lượng này cũng khá đủ để đảm bảo hoạt động bình thường của toàn bộ hệ thống.

Hơn nữa, trong các bộ xử lý hiện đại, bộ đệm không còn là một mảng bộ nhớ như trước nữa mà được chia thành nhiều cấp độ. Trước đây, các bộ xử lý có hai cấp bộ nhớ đệm là phổ biến: L1 (cấp đầu tiên) và L2 (cấp thứ hai). Bộ đệm cấp một nhanh nhất nhưng có dung lượng tương đối nhỏ (thường khoảng 128 KB) mà lõi bộ xử lý hoạt động, thường được chia thành hai nửa - bộ đệm lệnh và bộ đệm dữ liệu. Bộ đệm cấp một nhỏ hơn nhiều so với bộ đệm cấp hai, bởi vì chỉ được sử dụng để lưu trữ hướng dẫn. Nhưng cấp độ thứ hai được sử dụng để lưu trữ dữ liệu nên thường có dung lượng lớn hơn nhiều. Hầu hết các bộ xử lý đều có bộ đệm cấp hai được chia sẻ, tức là. hỗn hợp, không phân chia thành bộ đệm lệnh và bộ đệm dữ liệu. Nhưng không phải ai cũng có nó, chẳng hạn như trong AMD Athlon 64 X 2, mỗi lõi có bộ đệm L2 riêng.

Vào ngày 19 tháng 11 năm 2007, một thời khắc lịch sử đã đến. AMD, sau 18 tháng đi sau Intel với dòng Intel Core 2 rất thành công của họ, đã giới thiệu bộ xử lý AMD Phenom được chờ đợi từ lâu với bốn lõi và ba cấp độ bộ nhớ đệm. Sau đó, hầu hết các bộ xử lý máy chủ hiện đại bắt đầu có được bộ đệm cấp ba (L3). Bộ đệm L3 thường có kích thước lớn hơn, mặc dù chậm hơn một chút so với L2 (do thực tế là bus giữa L2 và L3 hẹp hơn bus giữa L1 ​​và L2), nhưng tốc độ của nó, trong mọi trường hợp, cao hơn một cách không cân xứng. hơn tốc độ bộ nhớ hệ thống.

Có hai loại bộ đệm: độc quyền và không độc quyền. Trong trường hợp đầu tiên, thông tin trong bộ đệm ở tất cả các cấp được phân định rõ ràng - mỗi cấp độ chỉ chứa thông tin gốc, trong khi trong trường hợp bộ đệm không độc quyền, thông tin có thể được sao chép ở tất cả các cấp bộ đệm. Ngày nay thật khó để nói phương án nào trong hai phương án này đúng hơn - cả hai phương án đều có cả điểm trừ và điểm cộng. Sơ đồ bộ đệm độc quyền được sử dụng trong bộ xử lý AMD, trong khi sơ đồ không độc quyền được sử dụng trong bộ xử lý Intel.

Độ sâu bit

Một đặc điểm khác của bộ xử lý ảnh hưởng đến hiệu suất của nó là độ sâu bit. Nhìn chung, dung lượng bộ xử lý càng cao thì hiệu suất xử lý càng cao. Hiện tại, hầu hết tất cả các chương trình đều được thiết kế cho bộ xử lý 32 và 64 bit.

Bộ xử lý 32 bit xử lý 32 bit trên mỗi chu kỳ xung nhịp và bộ xử lý 64 bit xử lý lượng dữ liệu nhiều gấp đôi, tức là 64 bit. Ưu điểm này đặc biệt đáng chú ý khi xử lý lượng lớn dữ liệu (ví dụ: khi chuyển đổi ảnh). Nhưng để sử dụng được thì hệ điều hành và ứng dụng phải hỗ trợ chế độ xử lý 64 bit. Dưới 64-bit được thiết kế đặc biệt Phiên bản Windows XP và Windows Vista chạy các chương trình 32 bit và 64 bit tùy theo nhu cầu. Nhưng các ứng dụng 64-bit vẫn còn khá hiếm: hầu hết các chương trình, ngay cả những chương trình chuyên nghiệp, chỉ hỗ trợ chế độ 32-bit.

Khi chỉ định kích thước bit của bộ xử lý, chẳng hạn, họ viết 32/20, có nghĩa là bộ xử lý có bus dữ liệu 32 bit và bus địa chỉ 20 bit. Độ rộng bus địa chỉ xác định không gian địa chỉ của bộ xử lý, tức là. dung lượng RAM tối đa có thể được cài đặt trong máy tính.

Máy tính cá nhân nội địa đầu tiên “Agat” (1985) được cài đặt bộ xử lý có dung lượng bit tương ứng là 8/16, không gian địa chỉ của nó là 64 KB. Bộ xử lý Pentium II có dung lượng bit là 64/32, tức là không gian địa chỉ của nó là 4 GB. Tất cả các ứng dụng 32 bit đều có không gian địa chỉ quy trình không quá 4 GB

Bộ xử lý 64 bit giúp mở rộng không gian RAM có thể định địa chỉ và loại bỏ giới hạn 4 GB hiện có. Đây là ưu điểm đáng kể của nó, cho phép máy tính quản lý nhiều RAM hơn. Với chip 64 bit, hiện tại có thể sử dụng tối đa 32GB RAM. Nhưng sự khác biệt này ít liên quan đến hầu hết người dùng thông thường.

Ổ cắm

Ổ cắm (tiếng Anh - Socket) là một ổ cắm (đầu nối) trên bo mạch chủ để cắm bộ xử lý vào. Mỗi loại bộ xử lý có loại socket riêng. Vì vậy, nếu cần thiết, sau một hoặc hai năm, thay bộ xử lý bằng bộ xử lý hiện đại hơn, bạn hầu như luôn phải thay bo mạch chủ.

Tên của ổ cắm thường chứa một số cụ thể cho biết số lượng tiếp điểm trên đầu nối. Gần đây, các ổ cắm được sử dụng nhiều nhất có các số sau: 478, 604, 754, 775, 939, 940.

Một số trường hợp ngoại lệ đối với quy tắc chung để cài đặt bộ xử lý là các biến thể bộ xử lý Pentium 2 và 3, không được cài đặt trong ổ cắm mà trong các khe hẹp, tương tự như khe cắm cho thẻ mở rộng trên bo mạch chủ. Tuy nhiên, thiết kế này đã không bén rễ.

Tần số bus hệ thống

Bus hệ thống (trong tiếng Anh - Front Side Bus, hay FSB) là một đường cao tốc chạy dọc theo bo mạch chủ và kết nối bộ xử lý với các thành phần hệ thống quan trọng khác mà nó trao đổi dữ liệu và lệnh (ví dụ: trung tâm bộ điều khiển bộ nhớ).

Tần số bus hệ thống xác định tốc độ bộ xử lý giao tiếp với các thiết bị hệ thống khác trên máy tính, nhận dữ liệu cần thiết từ chúng và gửi theo hướng ngược lại. Tần số bus hệ thống càng cao thì hiệu năng tổng thể của hệ thống càng cao. Tần số bus hệ thống được đo bằng GHz hoặc MHz.

Bộ xử lý hiện đại được thiết kế để hoạt động với tần số FSB cụ thể, trong khi bo mạch chủ hỗ trợ một số giá trị của tần số này.

Nhiệt độ hoạt động của bộ xử lý.

Một thông số khác của CPU là nhiệt độ bề mặt bộ xử lý tối đa cho phép mà tại đó có thể hoạt động bình thường (từ 54,8 đến 100 C). Nhiệt độ của bộ xử lý phụ thuộc vào tải của nó và chất lượng tản nhiệt. Ở chế độ không tải và làm mát bình thường, nhiệt độ bộ xử lý nằm trong khoảng 25-40C; khi tải cao có thể đạt tới 60-65 độ. Ở nhiệt độ vượt quá mức tối đa cho phép của nhà sản xuất, không có gì đảm bảo bộ xử lý sẽ hoạt động bình thường. Trong những trường hợp như vậy, lỗi hoạt động của chương trình hoặc máy tính có thể bị treo. Bộ xử lý nhà sản xuất khác nhau nóng lên khác nhau. Theo đó, bộ xử lý càng nóng thì nên mua quạt (làm mát) mạnh hơn để làm mát. Bạn cũng có thể mua bộ phận hệ thống có thêm quạt - điều này sẽ làm giảm nhiệt độ bên trong bộ phận hệ thống.

Đơn vị logic số học và đơn vị điều khiển

Các thành phần cần thiết của bộ xử lý là đơn vị logic số học và đơn vị điều khiển hoặc FPU (trong tiếng Anh là Đơn vị dấu phẩy động, một thiết bị để thực hiện các phép toán dấu phẩy động). Bộ phận này đặc biệt mạnh mẽ ở các dòng AMD. Các tham số này rất quan trọng đối với trò chơi và tính toán toán học (nghĩa là đối với các lập trình viên).

Đơn vị logic số học chịu trách nhiệm thực hiện các phép toán số học và logic. Bộ xử lý máy tính được thiết kế để xử lý thông tin và mỗi bộ xử lý có một tập hợp các thao tác (hướng dẫn) cơ bản nhất định, ví dụ, một trong những thao tác này là thao tác cộng số nhị phân.

Về mặt kỹ thuật, bộ xử lý được triển khai trên một mạch tích hợp lớn, cấu trúc của nó ngày càng phức tạp hơn và số lượng yếu tố chức năng(chẳng hạn như một diode hoặc bóng bán dẫn) trên nó không ngừng tăng lên (từ 30 nghìn trong bộ xử lý 8086 lên 5 triệu trong bộ xử lý Pentium II và lên tới 30 triệu trong bộ xử lý Intel Core Duo). Bộ điều khiển điều phối hoạt động của tất cả các thành phần này và thực hiện các quá trình xảy ra trong máy tính.


Tốc độ và hiệu suất của máy tính được quyết định bởi nhiều yếu tố. Không thể đạt được những cải tiến hiệu suất đáng kể bằng cách cải thiện các đặc tính của bất kỳ thiết bị nào, chẳng hạn như bằng cách tăng tốc độ xung nhịp của bộ xử lý. Chỉ bằng cách lựa chọn và cân bằng cẩn thận tất cả các thành phần máy tính, bạn mới có thể đạt được hiệu suất máy tính tăng đáng kể.

Điều quan trọng cần nhớ là máy tính không thể chạy nhanh hơn thiết bị chậm nhất được sử dụng để thực hiện tác vụ.

Tốc độ xung nhịp CPU

Thông số quan trọng nhất của hiệu suất máy tính là tốc độ bộ xử lý, hoặc, như nó được gọi, tần số đồng hồ, điều này ảnh hưởng đến tốc độ hoạt động trong chính bộ xử lý. Tần số xung nhịp là tần số hoạt động của lõi bộ xử lý (tức là phần thực hiện các phép tính chính) ở mức tải tối đa. Lưu ý rằng các thành phần khác của máy tính có thể hoạt động ở tần số khác với tần số của bộ xử lý.

Tần số đồng hồ được đo bằng megahertz (MHz) và gigahertz (GHz). Số chu kỳ mỗi giây do bộ xử lý thực hiện không giống với số lượng thao tác mà bộ xử lý thực hiện mỗi giây, vì nhiều phép toán yêu cầu nhiều chu kỳ xung nhịp để thực hiện. Rõ ràng là trong cùng điều kiện, bộ xử lý có tốc độ xung nhịp cao hơn sẽ hoạt động hiệu quả hơn bộ xử lý có tần số xung nhịp thấp hơn.

Khi tần số xung nhịp của bộ xử lý tăng lên, số lượng thao tác được máy tính thực hiện trong một giây cũng tăng lên và do đó tốc độ của máy tính cũng tăng lên.

Dung lượng RAM

Một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất máy tính là dung lượng RAM và tốc độ của nó (thời gian truy cập, tính bằng nano giây). Loại và dung lượng RAM có ảnh hưởng lớn đến tốc độ máy tính của bạn.


Thiết bị chạy nhanh nhất trên máy tính là CPU. Thiết bị nhanh thứ hai trong máy tính là RAM, tuy nhiên, RAM chậm hơn đáng kể so với bộ xử lý.

Để so sánh tốc độ của bộ xử lý và RAM, chỉ cần trích dẫn một thực tế: gần một nửa thời gian bộ xử lý không hoạt động. chờ phản hồi từ RAM. Do đó, thời gian truy cập vào RAM càng ngắn (tức là càng nhanh), bộ xử lý càng ít nhàn rỗi và máy tính chạy càng nhanh.

Đọc và ghi thông tin từ RAM nhanh hơn nhiều so với bất kỳ thiết bị lưu trữ thông tin nào khác, chẳng hạn như từ ổ cứng, Do đó, việc tăng dung lượng RAM và cài đặt bộ nhớ nhanh hơn sẽ dẫn đến hiệu suất máy tính tăng lên khi làm việc với các ứng dụng.

Dung lượng ổ cứng và tốc độ ổ cứng

Hiệu suất máy tính bị ảnh hưởng bởi tốc độ truyền thông bus ổ cứng và dung lượng ổ đĩa trống.


Kích thước ổ cứng thường ảnh hưởng đến số lượng chương trình bạn có thể cài đặt trên máy tính và lượng dữ liệu bạn có thể lưu trữ. Dung lượng của ổ cứng thường được đo bằng hàng chục, hàng trăm gigabyte.

Ổ cứng chậm hơn RAM. Do tốc độ trao đổi dữ liệu của ổ cứng Ultra DMA 100 không vượt quá 100 MB/giây (133 MB/giây đối với Ultra DMA 133). Trao đổi dữ liệu trong ổ đĩa DVD và CD thậm chí còn chậm hơn.

Những đặc điểm quan trọng của ổ cứng ảnh hưởng tới tốc độ của máy tính là:

  • Tốc độ trục chính;
  • Thời gian truy xuất dữ liệu trung bình;
  • Tốc độ truyền dữ liệu tối đa.

Dung lượng ổ cứng trống

Khi RAM của máy tính không còn đủ dung lượng, Windows và nhiều chương trình ứng dụng buộc phải đặt một phần dữ liệu cần thiết cho công việc hiện tại vào ổ cứng, tạo ra cái gọi là Hồ sơ tạm thời(trao đổi tập tin) hoặc trao đổi tập tin.

Vì vậy, điều quan trọng là phải có đủ dung lượng trống trên đĩa để ghi các tệp tạm thời. Nếu không có đủ dung lượng đĩa trống, nhiều ứng dụng sẽ không thể hoạt động chính xác hoặc tốc độ hoạt động của chúng giảm đáng kể.

Sau khi ứng dụng kết thúc, tất cả các tệp tạm thời thường tự động bị xóa khỏi đĩa, giải phóng dung lượng trên ổ cứng. Nếu kích thước của RAM đủ cho công việc (ít nhất là vài GB), thì kích thước của tệp hoán trang cho máy tính cá nhân không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của máy tính và có thể được đặt ở mức tối thiểu.

Chống phân mảnh tập tin

Các thao tác xóa, thay đổi tập tin trên đĩa dẫn đến tình trạng phân mảnh tập tin, thể hiện ở chỗ tập tin không chiếm các vùng lân cận trên đĩa mà bị chia thành nhiều phần được lưu trữ ở các vùng khác nhau của đĩa. Sự phân mảnh tệp dẫn đến chi phí bổ sung cho việc tìm kiếm tất cả các phần của tệp đang được mở, điều này làm chậm quá trình truy cập vào đĩa và làm giảm (thường không đáng kể) hiệu suất tổng thể của đĩa.

Ví dụ: để thực hiện chống phân mảnh trên hệ điều hành Windows 7, hãy nhấp vào nút Bắt đầu và trong menu chính mở ra, chọn tuần tự các lệnh Tất cả chương trình, phụ kiện, công cụ hệ thống, chống phân mảnh đĩa .

Số lượng ứng dụng chạy đồng thời

Windows là một hệ điều hành đa nhiệm cho phép bạn làm việc với nhiều ứng dụng cùng một lúc. Nhưng càng có nhiều ứng dụng chạy đồng thời thì bộ xử lý, RAM càng tải nhiều. ổ cứng, và do đó làm chậm tốc độ của toàn bộ máy tính và tất cả các ứng dụng.

Vì vậy, tốt hơn hết bạn nên đóng những ứng dụng hiện không được sử dụng, giải phóng tài nguyên máy tính cho những ứng dụng còn lại.

Tốc độ của bộ xử lý là một trong những đặc điểm quan trọng nhất của nó, quyết định hiệu quả của toàn bộ hệ thống vi xử lý. Hiệu suất của bộ xử lý phụ thuộc vào nhiều yếu tố, điều này gây khó khăn cho việc so sánh hiệu suất của ngay cả các bộ xử lý khác nhau trong cùng một họ, chưa kể đến các bộ xử lý từ các công ty khác nhau và cho các mục đích khác nhau.

Hãy làm nổi bật những yếu tố quan trọng nhất, ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ xử lý.

Trước hết, hiệu suất phụ thuộc vào tốc độ xung nhịp của bộ xử lý. Mọi hoạt động bên trong bộ xử lý đều được thực hiện đồng bộ, được điều khiển bằng một tín hiệu đồng hồ duy nhất. Rõ ràng là tần số xung nhịp càng cao thì bộ xử lý hoạt động càng nhanh và chẳng hạn như việc tăng gấp đôi tần số xung nhịp của bộ xử lý sẽ giảm một nửa thời gian để bộ xử lý này thực thi các lệnh.

Tuy nhiên, chúng ta phải tính đến việc các bộ xử lý khác nhau thực hiện cùng một lệnh trong số lượng khác nhau chu kỳ đồng hồ và số lượng chu kỳ đồng hồ dành cho một lệnh có thể thay đổi từ một chu kỳ đồng hồ đến hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm. Trong một số bộ xử lý, do sự song song của các hoạt động vi mô, thậm chí chỉ tiêu tốn ít hơn một chu kỳ xung nhịp cho mỗi lệnh.

Số chu kỳ xung nhịp cần thiết để thực hiện một lệnh phụ thuộc vào độ phức tạp của lệnh và cách đánh địa chỉ các toán hạng. Ví dụ: các lệnh truyền dữ liệu giữa các thanh ghi bộ xử lý bên trong được thực thi nhanh nhất (trong ít chu kỳ xung nhịp hơn). Các lệnh số học dấu phẩy động phức tạp có toán hạng được lưu trong bộ nhớ được thực thi chậm nhất (trong một số lượng lớn chu kỳ đồng hồ).

Ban đầu, để định lượng hiệu suất của bộ xử lý, đơn vị đo lường MIPS (Mega Manual Per Second) đã được sử dụng, tương ứng với số lượng hàng triệu lệnh (lệnh) được thực thi mỗi giây. Đương nhiên, các nhà sản xuất bộ vi xử lý cố gắng tập trung nhiều nhất vào lệnh nhanh. Rõ ràng là một chỉ số như vậy không thành công lắm. Để đo hiệu suất khi thực hiện các phép tính dấu phẩy động (điểm), đơn vị FLOPS (Hoạt động dấu phẩy động mỗi giây) đã được đề xuất muộn hơn một chút, nhưng theo định nghĩa, nó có tính chuyên môn cao, vì trong một số hệ thống, các phép toán dấu phẩy động đơn giản là không được sử dụng.

Một chỉ báo tương tự khác về tốc độ bộ xử lý là thời gian cần thiết để thực hiện các thao tác ngắn (nhanh). Ví dụ, Bảng 3.1 cho thấy các chỉ số hiệu suất của một số bộ xử lý 8 bit và 16 bit. Hiện tại, chỉ báo này thực tế không được sử dụng, như MIPS.

Thời gian thực hiện lệnh là một yếu tố quan trọng nhưng không phải là yếu tố duy nhất quyết định hiệu suất. Cấu trúc của hệ thống hướng dẫn bộ xử lý cũng có tầm quan trọng lớn. Ví dụ: một số bộ xử lý sẽ cần một lệnh để thực hiện một thao tác, trong khi các bộ xử lý khác sẽ cần một số lệnh. Một số bộ xử lý có hệ thống lệnh cho phép bạn giải quyết nhanh chóng các vấn đề thuộc loại này và một số - các vấn đề thuộc loại khác. Các phương pháp đánh địa chỉ được phép trong một bộ xử lý nhất định, sự hiện diện của phân đoạn bộ nhớ, cách bộ xử lý tương tác với các thiết bị I/O, v.v. cũng rất quan trọng.


Hiệu suất của toàn bộ hệ thống cũng bị ảnh hưởng đáng kể bởi cách bộ xử lý “giao tiếp” với bộ nhớ lệnh và bộ nhớ dữ liệu cũng như liệu việc tìm nạp lệnh từ bộ nhớ có được kết hợp với việc thực thi các lệnh đã chọn trước đó hay không.

Hiệu suất là đặc tính quan trọng nhất của máy tính. Hiệu suất là khả năng của máy tính thực hiện một số tác vụ nhất định trong một khoảng thời gian nhất định.

Một máy tính thực hiện cùng một lượng công việc trong thời gian ngắn hơn sẽ nhanh hơn. Thời gian thực hiện của bất kỳ chương trình nào được tính bằng giây. Hiệu suất thường được đo bằng tốc độ xảy ra một số sự kiện nhất định mỗi giây, do đó, thời gian ít hơn đồng nghĩa với hiệu suất cao hơn.

Tuy nhiên, tùy thuộc vào những gì chúng ta tin tưởng, thời gian có thể được định nghĩa theo nhiều cách khác nhau. Cách đơn giản nhất để xác định thời gian được gọi là thời gian thiên văn, thời gian phản hồi, thời gian thực hiện hoặc thời gian trôi qua. Đây là độ trễ của một công việc, bao gồm mọi thứ theo nghĩa đen: công việc của CPU, truy cập ổ đĩa, truy cập bộ nhớ, I/O và chi phí hoạt động của hệ điều hành. Tuy nhiên, khi hoạt động ở chế độ đa chương trình, trong khi chờ I/O cho một chương trình, bộ xử lý có thể đang thực thi một chương trình khác và hệ thống sẽ không nhất thiết giảm thiểu thời gian thực hiện của chương trình cụ thể đó.

Để đo thời gian hoạt động của bộ xử lý trên một chương trình nhất định, một tham số đặc biệt được sử dụng - thời gian CPU, không bao gồm độ trễ I/O hoặc thời gian thực hiện của chương trình khác. Rõ ràng thời gian phản hồi người dùng có thể nhìn thấy, là toàn thời gian thực thi chương trình, không phải thời gian CPU. Thời gian CPU có thể được chia tiếp thành thời gian CPU dành trực tiếp để thực thi chương trình người dùng, được gọi là thời gian CPU của người dùng và thời gian CPU dành cho hệ điều hành thực hiện các công việc mà chương trình yêu cầu, được gọi là thời gian CPU hệ thống.

Trong một số trường hợp, thời gian của hệ thống CPU bị bỏ qua do các phép đo do chính hệ điều hành thực hiện có thể không chính xác, cũng như các vấn đề liên quan đến việc so sánh hiệu suất của máy với các hệ điều hành khác nhau. Mặt khác, mã hệ thống trên một số máy là mã người dùng trên các máy khác, và bên cạnh đó, hầu như không có chương trình nào có thể chạy nếu không có một loại hệ điều hành nào đó. Do đó, khi đo hiệu suất bộ xử lý, tổng thời gian CPU của người dùng và hệ thống thường được sử dụng.

Phần lớn bộ vi xử lý hiện đại tốc độ của các quá trình tương tác giữa các thiết bị chức năng bên trong không được xác định bởi độ trễ tự nhiên trong các thiết bị này mà được thiết lập bởi một hệ thống tín hiệu đồng hồ duy nhất được tạo ra bởi một số bộ tạo xung đồng hồ, thường hoạt động ở tốc độ không đổi. Các sự kiện thời gian rời rạc được gọi là tích tắc đồng hồ, tích tắc, chu kỳ đồng hồ, chu kỳ hoặc chu kỳ đồng hồ. Các nhà thiết kế máy tính thường nói về chu kỳ xung nhịp, được xác định bởi thời lượng của nó (ví dụ: 10 nano giây) hoặc tần số của nó (ví dụ: 100 MHz). Khoảng thời gian của giai đoạn đồng bộ hóa là nghịch đảo của tần số đồng bộ hóa.

Do đó, thời gian CPU cho một chương trình nhất định có thể được biểu thị theo hai cách: số chu kỳ xung nhịp của một chương trình nhất định nhân với thời lượng chu kỳ xung nhịp hoặc số chu kỳ xung nhịp của một chương trình nhất định chia cho tần số xung nhịp.

Một đặc điểm quan trọng thường được công bố trong các báo cáo của bộ xử lý là số chu kỳ xung nhịp trung bình trên mỗi lệnh - CPI (chu kỳ xung nhịp trên mỗi lệnh). Khi bạn biết số lượng lệnh đang chạy trong một chương trình, tùy chọn này cho phép bạn ước tính nhanh thời gian CPU cho một chương trình nhất định.

Do đó, hiệu suất của CPU phụ thuộc vào ba tham số: chu kỳ xung nhịp (hoặc tần số), số chu kỳ xung nhịp trung bình trên mỗi lệnh và số lượng lệnh được thực hiện. Không thể thay đổi bất kỳ thông số quy định tách biệt với nhau, vì các công nghệ cơ bản được sử dụng để thay đổi từng tham số này có liên quan với nhau: tần số xung nhịp được xác định bởi công nghệ phần cứng và tổ chức chức năng của bộ xử lý; số chu kỳ xung nhịp trung bình trên mỗi lệnh phụ thuộc vào tổ chức chức năng và kiến ​​trúc của hệ thống hướng dẫn; và số lượng lệnh được thực thi trong một chương trình được xác định bởi kiến ​​trúc của tập lệnh và công nghệ của trình biên dịch. Khi so sánh hai máy, cả ba thành phần phải được xem xét để hiểu hiệu suất tương đối.

Trong quá trình tìm kiếm đơn vị đo lường tiêu chuẩn cho hiệu suất máy tính, một số đơn vị đo lường phổ biến đã được áp dụng. Chúng được thảo luận chi tiết trong chương đầu tiên.

1. Rà soát các phương pháp và công cụ đánh giá hiệu năng của hệ thống máy tính. Xây dựng vấn đề.

1.1 Các chỉ số đánh giá hiệu năng của hệ thống máy tính

MIPS

Một đơn vị thay thế để đo hiệu năng của bộ xử lý (liên quan đến thời gian thực hiện) là MIPS (triệu lệnh mỗi giây). Có nhiều cách giải thích khác nhau về định nghĩa MIPS.

Nói chung, MIPS là tốc độ hoạt động trên một đơn vị thời gian, tức là đối với bất kỳ chương trình nào, MIPS chỉ đơn giản là tỷ lệ giữa số lượng lệnh trong chương trình và thời gian thực hiện của nó. Do đó, hiệu suất có thể được định nghĩa là nghịch đảo của thời gian thực hiện, với các máy nhanh hơn có xếp hạng MIPS cao hơn.

Khía cạnh tích cực MIPS là đặc điểm dễ hiểu, đặc biệt là đối với người mua, và một chiếc xe nhanh hơn được đặc trưng bởi một số lượng lớn MIPS, phù hợp với trực giác của chúng tôi. Tuy nhiên, việc sử dụng MIPS làm thước đo so sánh gặp phải ba vấn đề. Đầu tiên, MIPS phụ thuộc vào tập lệnh của bộ xử lý, điều này gây khó khăn cho việc so sánh MIPS giữa các máy tính có hệ thống khác nhau lệnh Thứ hai, MIPS, ngay cả trên cùng một máy tính, cũng khác nhau tùy theo chương trình. Thứ ba, MIPS có thể thay đổi theo hướng ngược lại so với hiệu suất.

Ví dụ kinh điển cho trường hợp sau là xếp hạng MIPS cho máy bao gồm bộ đồng xử lý dấu phẩy động. Vì, nói chung, mỗi lệnh dấu phẩy động yêu cầu số chu kỳ xung nhịp lớn hơn lệnh số nguyên, nên các chương trình sử dụng bộ đồng xử lý dấu phẩy động thay vì các quy trình tương ứng từ bộ xử lý dấu phẩy động. phần mềm, hoàn thành trong thời gian ngắn hơn nhưng có xếp hạng MIPS thấp hơn. Trong trường hợp không có bộ đồng xử lý, các phép toán dấu phẩy động được thực hiện bằng cách sử dụng các chương trình con sử dụng các lệnh số học số nguyên đơn giản hơn và kết quả là các máy như vậy có xếp hạng MIPS cao hơn nhưng thực hiện nhiều lệnh hơn nên thời gian thực hiện tổng thể tăng lên đáng kể. Những điều bất thường tương tự cũng được quan sát thấy khi sử dụng trình biên dịch tối ưu hóa, khi do tối ưu hóa, số lượng lệnh được thực thi trong chương trình bị giảm, xếp hạng MIPS giảm và hiệu suất tăng lên.

Một định nghĩa khác về MIPS có liên quan đến máy tính VAX 11/780 rất phổ biến của DEC. Chính chiếc máy tính này đã được sử dụng làm tiêu chuẩn để so sánh hiệu suất của các máy khác nhau. Hiệu suất của VAX 11/780 được coi là 1MIPS (một triệu lệnh mỗi giây).

Vào thời điểm đó, thử nghiệm hrystone D tổng hợp đã trở nên phổ biến, giúp đánh giá hiệu quả của bộ xử lý và trình biên dịch từ ngôn ngữ C đối với các chương trình xử lý phi số. Đó là sự kết hợp thử nghiệm của 53% câu lệnh gán, 32% câu lệnh kiểm soát và 15% lệnh gọi hàm. Đây là một thử nghiệm rất ngắn: tổng số lệnh là 100. Tốc độ thực hiện chương trình từ 100 lệnh này được đo bằng Dhrystone mỗi giây. Hiệu suất của VAX 11/780 trong bài kiểm tra tổng hợp này là 1757 Dhrystone mỗi giây. Như vậy 1 MIPS tương đương với 1757 Dhrystone mỗi giây.

Định nghĩa thứ ba về MIPS có liên quan đến IBM RS/6000 MIPS. Thực tế là một số nhà sản xuất và người dùng (tín đồ của IBM) thích so sánh hiệu suất máy tính của họ với hiệu suất của máy tính IBM hiện đại chứ không phải với máy DEC cũ. Mối quan hệ giữa VAX MIPS và RS/6000 MIPS chưa bao giờ được công bố rộng rãi, nhưng 1 RS/6000 MIPS xấp xỉ bằng 1,6 VAX 11/780 MIPS.

MFLOPS

Đo lường hiệu suất máy tính trong việc giải các bài toán khoa học và kỹ thuật sử dụng đáng kể số học dấu phẩy động luôn được quan tâm đặc biệt. Chính đối với những tính toán như vậy, câu hỏi về đo lường hiệu suất lần đầu tiên nảy sinh và dựa trên các chỉ số đạt được, người ta thường rút ra kết luận về mức độ phát triển chung của máy tính. Thông thường, đối với các tác vụ khoa học và kỹ thuật, hiệu suất của bộ xử lý được ước tính bằng MFLOPS (hàng triệu số dấu phẩy động mỗi giây hoặc hàng triệu số cơ bản). các phép tính toán học trên các số dấu phẩy động được thực hiện mỗi giây).

Là một đơn vị đo lường, MFLOPS chỉ nhằm mục đích đo hiệu suất dấu phẩy động và do đó không thể áp dụng bên ngoài khu vực giới hạn này. Ví dụ: các chương trình biên dịch có xếp hạng MFLOPS gần bằng 0 cho dù máy có nhanh đến đâu, vì trình biên dịch hiếm khi sử dụng số học dấu phẩy động.

MFLOPS dựa trên số lượng thao tác được thực hiện chứ không phải số lượng lệnh được thực hiện. Theo nhiều lập trình viên, cùng một chương trình chạy trên các máy tính khác nhau sẽ thực hiện số lượng lệnh khác nhau nhưng có cùng số lượng thao tác dấu phẩy động. Đó là lý do tại sao xếp hạng MFLOPS nhằm mục đích so sánh công bằng các máy khác nhau với nhau.

1.2. Kiểm tra đo lường hiệu suất tiêu chuẩn

Đoạn này thảo luận về các bài kiểm tra điểm chuẩn tiêu chuẩn phổ biến nhất - Whetstone, Dhrystone, Linpack. Linpack và Whetstone mô tả quá trình xử lý số thực và Dhrystone - xử lý số nguyên. Các bài kiểm tra SPEC hiện đại hơn về cơ bản là nhiều gói để cung cấp một tập hợp điểm hiệu suất. xử lý hàng loạt và do đó được mô tả riêng biệt.

1.2.1. Đá mài (mô tả chung)

Năm 1976, H.J. Curnow và B.A. Wichmann thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý Quốc gia Anh đã trình bày một bộ chương trình đo lường hiệu suất được viết bằng ngôn ngữ ALGOL-60. Đây là lần đầu tiên các bài kiểm tra điểm chuẩn được công bố, điều đáng chú ý hơn cả là vì gói Whetstone bao gồm các bài kiểm tra tổng hợp được phát triển bằng cách sử dụng số liệu thống kê phân phối của các hướng dẫn cấp độ trung cấp (hướng dẫn Whetstone) của trình biên dịch Whetstone Algol (từ đó có tên gói đo lường đi kèm), được thu thập trên cơ sở một số lượng lớn các nhiệm vụ tính toán. Hơn miêu tả cụ thể của gói thử nghiệm này được đưa ra trong chương tiếp theo.

1.2.2. Đá dhrystone (mô tả chung)

Các bài kiểm tra Dhrystone dựa trên sự phân bố điển hình của cấu trúc ngôn ngữ. Dhrystone bao gồm 12 mô-đun đại diện cho các chế độ xử lý điển hình khác nhau. Các bài kiểm tra Dhrystone được thiết kế để đánh giá hiệu suất liên quan đến hoạt động của các loại phần mềm ứng dụng và hệ thống cụ thể (hệ điều hành, trình biên dịch, trình soạn thảo, v.v.). Chương tiếp theo sẽ mô tả chi tiết hơn về gói thử nghiệm này.

1.2.3. Linpack (mô tả chung)

Linpack là tập hợp các hàm đại số tuyến tính. Các chương trình gói xử lý ma trận hai chiều, kích thước của ma trận này là tham số thử nghiệm chính (thường sử dụng ma trận 100x100 hoặc 1000x1000): hơn nhiều yếu tố hơn trong ma trận, tính song song của các phép toán khi kiểm tra hiệu năng càng cao. Tham số này có tầm quan trọng đặc biệt đối với các máy tính có kiến ​​trúc vectơ (trong trường hợp này, nó đặc trưng cho độ dài của vectơ được xử lý), tuy nhiên, sẽ là một sai lầm lớn nếu không tính đến nó khi kiểm tra các hệ thống thuộc các lớp khác. Thực tế là hầu hết tất cả các máy tính hiện đại đều sử dụng rộng rãi các công cụ xử lý song song (số học đường ống và/hoặc siêu vô hướng, kiến ​​trúc bộ xử lý VLIW, tổ chức hệ thống MPP, v.v.), vì vậy việc đánh giá hiệu suất ở các độ sâu khác nhau của song song phần mềm là rất biểu hiện cho bất kỳ hệ thống hiện đại nào.

Giải thích kết quả:

  • Cấp Linpackđặc trưng chủ yếu cho hiệu suất xử lý số dấu phẩy động; khi chỉ định kích thước ma trận lớn (1000x1000), ảnh hưởng của các phép toán số nguyên và lệnh điều khiển (toán tử loại IF) đối với ước tính này là nhỏ.
  • Toán tử có dạng Y[i]=Y[i]+a*X[i], được biểu thị bằng quy trình kiểm tra SAXPY/DAPXY (SAXPY - độ chính xác đơn; DAXPY - độ chính xác kép), có trọng số lớn nhất trong hiệu suất thu được đánh giá. Theo Weicker, quy trình này chiếm hơn 75% thời gian thực hiện của tất cả các thử nghiệm Linpack và Dongarra thậm chí còn đưa ra con số cao hơn - 90%. Do đó, việc đánh giá Linpack không biểu thị toàn bộ tập hợp các phép toán dấu phẩy động mà chủ yếu dành cho các lệnh cộng và nhân.
  • Kích thước nhỏ của mã điều hành Linpack (khoảng 4,5 KB) và một số lượng nhỏ các thao tác nhảy trên thực tế không tạo ra bất kỳ tải đáng kể nào lên các phương tiện đệm lệnh trong bộ xử lý: hầu hết các mô-đun của gói đều nằm hoàn toàn trong bộ nhớ đệm lệnh và không yêu cầu hoán đổi động các lệnh trong khi thực thi (ví dụ: thủ tục “nặng” nhất SAXPY/DAPXY chỉ được biểu thị bằng 234 byte mã). Tuy nhiên, tải trên đường dẫn tương tác bộ xử lý-bộ nhớ khá cao: các bài kiểm tra độ chính xác đơn với ma trận 100x100 xử lý 40 KB dữ liệu và các bài kiểm tra độ chính xác kép - 80 KB. Tất nhiên, đối với hầu hết các máy tính hiện đại, toàn bộ khối lượng dữ liệu Linpack rất có thể sẽ được cục bộ trong bộ đệm phụ, tuy nhiên kết quả kiểm tra, đặc biệt đối với ma trận có kích thước 1000x1000, phù hợp hơn với khái niệm “hiệu suất xử lý hàng loạt hệ thống” hơn ước tính, thu được bằng cách sử dụng Whetstone và Dhrystone và chủ yếu phản ánh hiệu năng của bộ xử lý.
  • Việc thiếu các lệnh gọi tới các chức năng thư viện trong các bài kiểm tra Linpack sẽ loại bỏ khả năng tối ưu hóa kết quả của các nhà cung cấp máy tính và cho phép các điểm thu được được coi gần như là một đặc tính “thuần túy” của hiệu năng hệ thống.
  • Phương pháp Linpack yêu cầu bắt buộc phải công bố tên của trình biên dịch đã dịch mã nguồn (trong quy trình này, mọi can thiệp thủ công vào các hoạt động của trình biên dịch đều bị cấm, thậm chí không được phép xóa nhận xét khỏi văn bản của chương trình), và hệ điều hành mà thử nghiệm được thực hiện. Việc thiếu dữ liệu này, cũng như thông tin về các thuộc tính thử nghiệm đã cài đặt (Đơn/Đôi, Cuộn/Không cuộn, BLAS/Fortran BLAS) và kích thước của ma trận sẽ đóng vai trò cảnh báo về khả năng vi phạm các điều kiện tiêu chuẩn để đo lường hiệu suất bằng phương pháp Linpack .

1.3 Bộ thử nghiệm lõi SPEC

1.3.1. SPECint92, SPECfp92

Tầm quan trọng của việc tạo các bộ thử nghiệm dựa trên thế giới thực chương trình ứng dụng nhiều người dùng và cung cấp đánh giá hiệu quả về hiệu suất bộ xử lý, được thực hiện bởi hầu hết các nhà sản xuất thiết bị máy tính lớn nhất, những người vào năm 1988 đã thành lập tập đoàn phi lợi nhuận SPEC (Tập đoàn đánh giá hiệu suất tiêu chuẩn). Mục đích chính của tổ chức này là phát triển và duy trì một bộ tiêu chuẩn gồm các chương trình thử nghiệm được lựa chọn đặc biệt để đánh giá hiệu suất của các thế hệ máy tính hiệu năng cao mới nhất. Bất kỳ tổ chức nào đã trả phí tham gia đều có thể trở thành thành viên của SPEC.

Hoạt động chính của SPEC là phát triển và xuất bản các bộ thử nghiệm được thiết kế để đo hiệu suất máy tính. Trước khi xuất bản, mã đối tượng của các bộ này cùng với văn bản nguồn và các công cụ được kiểm tra kỹ lưỡng về khả năng nhập khẩu vào nền tảng khác nhau. Chúng có sẵn cho nhiều người dùng với một khoản phí bao gồm chi phí phát triển và quản lý. Một thỏa thuận cấp phép đặc biệt chi phối việc thực hiện thử nghiệm và công bố kết quả theo tài liệu cho từng Tập kiểm tra. SPEC xuất bản báo cáo hàng quý về tin tức và kết quả thử nghiệm của SPEC: "Bản tin SPEC", cung cấp nguồn thông tin tập trung về kết quả thử nghiệm từ các điểm chuẩn của SPEC.

Đầu ra chính của SPEC là các bộ thử nghiệm. Các bộ này được SPEC phát triển bằng cách sử dụng mã từ nhiều nguồn khác nhau. SPEC đang nỗ lực nhập các mã này vào các nền tảng khác nhau, đồng thời tạo ra các công cụ để biến các mã được chọn làm thử nghiệm thành khối lượng công việc có ý nghĩa. Vì vậy, các bài kiểm tra SPEC khác với phần mềm miễn phí. Mặc dù chúng có thể tồn tại dưới những tên giống nhau hoặc giống nhau nhưng thời gian thực hiện của chúng nhìn chung sẽ khác nhau.

Hiện tại, có hai bộ thử nghiệm SPEC cơ bản, tập trung vào các tính toán chuyên sâu và đo lường hiệu suất của bộ xử lý, hệ thống bộ nhớ cũng như hiệu quả tạo mã của trình biên dịch. Thông thường, các thử nghiệm này tập trung vào hệ điều hành UNIX, nhưng chúng cũng được nhập vào các nền tảng khác. Phần trăm thời gian dành cho hệ điều hành và các chức năng I/O nhìn chung là không đáng kể.

Bộ thử nghiệm CINT92, đo hiệu năng của bộ xử lý khi xử lý số nguyên, bao gồm sáu chương trình được viết bằng C và được chọn từ các lĩnh vực ứng dụng khác nhau: lý thuyết mạch, trình thông dịch ngôn ngữ Lisp, phát triển mạch logic, đóng gói tệp văn bản, bảng tính và biên dịch chương trình.

Bộ thử nghiệm CFP92, đo hiệu năng dấu phẩy động của bộ xử lý, bao gồm 14 chương trình cũng được chọn từ nhiều lĩnh vực ứng dụng khác nhau: thiết kế mạch tương tự, mô phỏng Monte Carlo, hóa học lượng tử, quang học, robot, vật lý lượng tử, vật lý thiên văn, dự báo thời tiết và các lĩnh vực khoa học và công nghệ khác. nhiệm vụ kỹ thuật. Hai chương trình trong bộ này được viết bằng C và 12 chương trình còn lại được viết bằng Fortran. Năm chương trình sử dụng độ chính xác đơn và phần còn lại sử dụng độ chính xác kép.

Kết quả của việc chạy từng thử nghiệm riêng lẻ từ hai bộ này được biểu thị bằng tỷ lệ giữa thời gian thực hiện của một bản sao thử nghiệm trên máy được thử nghiệm và thời gian cần thiết để thực hiện nó trên máy tham chiếu. Máy tham chiếu là VAX 11/780. SPEC công bố kết quả của mỗi lần chạy thử nghiệm riêng lẻ, cũng như hai điểm tổng hợp: SPECint92 - trung bình nhân của 6 kết quả thử nghiệm riêng lẻ từ bộ CINT92 và SPECfp92 - trung bình hình học của 14 kết quả thử nghiệm riêng lẻ từ bộ CFP92.

Cần lưu ý rằng kết quả kiểm tra trên bộ CINT92 và CFT92 phụ thuộc rất nhiều vào chất lượng của trình biên dịch tối ưu hóa được sử dụng. Để xác định chính xác hơn khả năng phần cứng, kể từ giữa năm 1994, SPEC đã giới thiệu hai điểm tổng hợp bổ sung: SPECbase_int92 và SPECbase_fp92, áp đặt một số hạn chế nhất định đối với trình biên dịch được các nhà cung cấp máy tính sử dụng.

trong quá trình thử nghiệm.

1.3.2. SPECrate_int92, SPECrate_fp92

Điểm tổng hợp SPECint92 và SPECfp92 đặc trưng cho hiệu năng của bộ xử lý và hệ thống bộ nhớ khá tốt khi hoạt động ở chế độ đơn tác vụ, nhưng chúng hoàn toàn không phù hợp để đánh giá hiệu năng của các hệ thống đa bộ xử lý và bộ xử lý đơn hoạt động ở chế độ đa nhiệm. Điều này yêu cầu ước tính thông lượng hoặc công suất của hệ thống, cho biết số lượng công việc mà hệ thống có thể hoàn thành trong một khoảng thời gian nhất định. Thông lượng hệ thống được xác định chủ yếu bởi số lượng tài nguyên (số lượng bộ xử lý, RAM và dung lượng bộ nhớ đệm, băng thông bus) mà hệ thống có thể cung cấp cho người dùng tại bất kỳ thời điểm nào. Chính xếp hạng này, được gọi là SPECrate và thay thế xếp hạng SPECthruput89 được sử dụng trước đây, mà SPEC đề xuất làm đơn vị đo lường hiệu suất của các hệ thống đa bộ xử lý.

Trong trường hợp này, “phương pháp công suất đồng nhất” đã được chọn để đo, bao gồm việc thực hiện đồng thời một số bản sao của cùng một chương trình thử nghiệm. Kết quả của các thử nghiệm này cho thấy có thể hoàn thành bao nhiêu nhiệm vụ thuộc một loại cụ thể trong một thời gian nhất định và giá trị trung bình hình học của chúng (SPECrate_int92 - trên một bộ thử nghiệm đo hiệu suất của các phép toán số nguyên và SPECrate_fp92 - trên một bộ thử nghiệm đo hiệu suất trên các phép toán dấu phẩy động) phản ánh rõ ràng thông lượng cấu hình bộ xử lý đơn và đa bộ xử lý khi làm việc ở chế độ đa nhiệm trong các hệ thống dùng chung. Các bộ CINT92 và CFT92 tương tự đã được chọn làm chương trình thử nghiệm để thực hiện các thử nghiệm thông lượng.

Khi chạy gói thử nghiệm, các phép đo độc lập sẽ được thực hiện cho từng thử nghiệm riêng lẻ. Thông thường, một tham số như số lượng bản sao của từng thử nghiệm riêng lẻ để chạy sẽ được chọn dựa trên các cân nhắc về việc sử dụng tài nguyên tối ưu, tùy thuộc vào đặc điểm kiến ​​trúc của một hệ thống cụ thể. Một tùy chọn hiển nhiên là đặt tham số này cho số lượng bộ xử lý trên hệ thống. Trong trường hợp này, tất cả các bản sao của một chương trình thử nghiệm riêng biệt sẽ được khởi chạy đồng thời và thời gian hoàn thành của chương trình cuối cùng trong số tất cả các chương trình đã khởi chạy sẽ được ghi lại.

1.3.3. TPC

Khi việc sử dụng máy tính trong xử lý giao dịch kinh doanh ngày càng tăng, việc có thể so sánh các hệ thống với nhau một cách công bằng ngày càng trở nên quan trọng. Để đạt được mục tiêu này, Hội đồng Hiệu suất Xử lý Giao dịch (TPC) được thành lập vào năm 1988, là một tổ chức phi lợi nhuận. Bất kỳ công ty hoặc tổ chức nào cũng có thể trở thành thành viên của TPC sau khi nộp khoản phí phù hợp. Ngày nay hầu hết mọi người đều là thành viên của TPC nhà sản xuất lớn nhất nền tảng phần cứng và phần mềm để tự động hóa doanh nghiệp. Đến nay, TPC đã tạo ra ba gói thử nghiệm để đưa ra sự so sánh công bằng hệ thống khác nhau xử lý giao dịch và lập kế hoạch tạo ra các bài kiểm tra đánh giá mới.

Trong ngành công nghiệp máy tính, thuật ngữ giao dịch có thể có nghĩa là hầu hết mọi loại tương tác hoặc trao đổi thông tin. Tuy nhiên, trong thế giới kinh doanh, “giao dịch” có một ý nghĩa rất cụ thể: trao đổi thương mại hàng hóa, dịch vụ hoặc tiền bạc. Ngày nay, hầu hết mọi giao dịch kinh doanh đều được thực hiện bằng máy tính. Các ví dụ phổ biến về hệ thống xử lý giao dịch là hệ thống quản lý kế toán, hệ thống đặt vé máy bay và hệ thống ngân hàng. Vì vậy, nhu cầu về các tiêu chuẩn và gói thử nghiệm để đánh giá các hệ thống như vậy ngày càng tăng.

Trước năm 1988, không có thỏa thuận chung về cách đánh giá hệ thống xử lý giao dịch. Hai gói thử nghiệm được sử dụng rộng rãi là Debit/Credit và TPI. Tuy nhiên, các gói này không cho phép đánh giá đầy đủ hệ thống: chúng không có thông số kỹ thuật đầy đủ, kỹ lưỡng; không đưa ra kết quả khách quan, có thể kiểm chứng được; không chứa mô tả đầy đủ về cấu hình hệ thống, chi phí và phương pháp thử nghiệm; không cung cấp sự so sánh khách quan, không thiên vị giữa hệ thống này với hệ thống khác.

Để giải quyết những vấn đề này, TPC được tạo ra với sứ mệnh chính là xác định chính xác các bộ thử nghiệm để đánh giá hệ thống cơ sở dữ liệu và xử lý giao dịch, đồng thời phổ biến dữ liệu khách quan, có thể kiểm chứng cho ngành.

TPC công bố các thông số kỹ thuật của bộ thử nghiệm chi phối các vấn đề liên quan đến hiệu suất thử nghiệm. Các thông số kỹ thuật này đảm bảo rằng người mua có các giá trị dữ liệu khách quan để so sánh hiệu suất của các hệ thống máy tính khác nhau. Mặc dù việc thực hiện các thông số kỹ thuật kiểm tra đánh giá là tùy theo quyết định của từng nhà tài trợ kiểm tra nhưng bản thân nhà tài trợ phải nộp TPC khi công bố kết quả TPC báo cáo chi tiết ghi lại sự tuân thủ với tất cả các thông số kỹ thuật. Các báo cáo này bao gồm nhưng không giới hạn ở cấu hình hệ thống, phương pháp định giá, biểu đồ hiệu suất và tài liệu cho thấy thử nghiệm đáp ứng các yêu cầu về tính nguyên tử, tính nhất quán, tính cách ly và độ bền (ACID), đảm bảo rằng tất cả các giao dịch từ thử nghiệm đánh giá đều được xử lý. như mong đợi.

TPC xác định và quản lý định dạng của một số bài kiểm tra hiệu suất Xử lý giao dịch trực tuyến (OLTP), bao gồm các bài kiểm tra TPC-A, TPC-B và TPC-C. Như đã lưu ý, việc tạo ra một bài kiểm tra đánh giá là trách nhiệm của tổ chức thực hiện bài kiểm tra. TPC chỉ yêu cầu đáp ứng một số điều kiện nhất định khi tạo bài kiểm tra đánh giá. Mặc dù các bài kiểm tra TPC được đề cập không phải là bài kiểm tra đại diện để đánh giá hiệu suất cơ sở dữ liệu, hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ là thành phần chính của bất kỳ hệ thống xử lý giao dịch nào.

Cần lưu ý rằng, giống như bất kỳ thử nghiệm nào khác, không thử nghiệm TPC nào có thể đo lường hiệu suất hệ thống có thể áp dụng cho tất cả các môi trường xử lý giao dịch có thể xảy ra, nhưng những thử nghiệm này thực sự có thể giúp người dùng so sánh các hệ thống tương tự một cách công bằng. Tuy nhiên, khi người dùng thực hiện mua hàng hoặc lên kế hoạch quyết định mua hàng, anh ta phải hiểu rằng không có thử nghiệm nào có thể thay thế được nhiệm vụ ứng dụng cụ thể của anh ta.

1.3.3.1. Kiểm tra TPC-A

Được phát hành vào tháng 11 năm 1989, TCP-A được thiết kế để đánh giá hiệu suất của các hệ thống chạy trong môi trường sử dụng nhiều cơ sở dữ liệu điển hình của các ứng dụng xử lý dữ liệu trực tuyến (OLDP). Môi trường này được đặc trưng bởi:

  • nhiều phiên cuối trực tuyến
  • khối lượng I/O đáng kể khi làm việc với đĩa
  • thời gian hoạt động vừa phải của hệ thống và ứng dụng
  • tính toàn vẹn của các giao dịch.

Trong thực tế, khi thực hiện kiểm tra, một môi trường điện toán ngân hàng điển hình sẽ được mô phỏng, bao gồm máy chủ cơ sở dữ liệu, thiết bị đầu cuối và đường truyền thông. Thử nghiệm này sử dụng các giao dịch đơn giản, đơn giản để cập nhật cơ sở dữ liệu một cách chuyên sâu. Một giao dịch duy nhất (tương tự như thao tác cập nhật tài khoản khách hàng thông thường) cung cấp một đơn vị công việc đơn giản, có thể lặp lại để kiểm tra các thành phần chính của hệ thống OLTP.

Thử nghiệm TPC-A xác định thông lượng của hệ thống, được đo bằng số lượng giao dịch mỗi giây (tps A) mà hệ thống có thể thực hiện khi hoạt động trên nhiều thiết bị đầu cuối. Mặc dù thông số kỹ thuật TPC-A không chỉ định chính xác số lượng thiết bị đầu cuối nhưng các nhà cung cấp hệ thống phải tăng hoặc giảm số lượng theo yêu cầu về dung lượng. Thử nghiệm TPC-A có thể được thực hiện ở địa phương hoặc khu vực mạng máy tính. Trong trường hợp này, kết quả của nó xác định thông lượng “cục bộ” (Thông lượng cục bộ TPC-A) hoặc thông lượng “khu vực” (Thông lượng rộng TPC-A). Rõ ràng, hai điểm chuẩn này không thể so sánh trực tiếp được. Thông số kỹ thuật thử nghiệm TPC-A yêu cầu tất cả các công ty phải tiết lộ đầy đủ chi tiết về hoạt động thử nghiệm, cấu hình hệ thống và chi phí của nó (dựa trên thời gian sử dụng 5 năm). Điều này cho phép chúng tôi xác định chi phí chuẩn hóa của hệ thống ($/tpsA).

1.3.3.2. Kiểm tra TPC-B

Vào tháng 8 năm 1990, TPC đã phê duyệt TPC-B, một thử nghiệm cơ sở dữ liệu chuyên sâu được đặc trưng bởi các yếu tố sau:

  • lượng I/O đĩa đáng kể
  • Thời gian hoạt động vừa phải của hệ thống và ứng dụng
  • tính toàn vẹn của giao dịch.

TPC-B đo lường thông lượng hệ thống theo số giao dịch mỗi giây (tpsB). Vì có sự khác biệt đáng kể giữa hai thử nghiệm TPC-A và TPC-B (đặc biệt, TPC-B không mô phỏng thiết bị đầu cuối hoặc đường dây) nên chúng không thể so sánh trực tiếp.

1.3.3.2. Kiểm tra TPC-C

Gói thử nghiệm TPC-C mô phỏng một ứng dụng xử lý đơn hàng. Nó mô hình hóa một hệ thống OLTP khá phức tạp, phải quản lý việc chấp nhận đơn hàng, quản lý hàng tồn kho và phân phối hàng hóa và dịch vụ. Thử nghiệm TPC-C kiểm tra tất cả các thành phần chính của hệ thống: thiết bị đầu cuối, đường truyền thông, CPU, I/O đĩa và cơ sở dữ liệu.

TPC-C yêu cầu thực hiện năm loại giao dịch:

  • đơn hàng mới được nhập bằng cách sử dụng biểu mẫu màn hình phức tạp
  • cập nhật cơ sở dữ liệu đơn giản liên quan đến thanh toán
  • cập nhật cơ sở dữ liệu đơn giản liên quan đến giao hàng
  • thông tin về tình trạng đơn hàng

Chứng chỉ kế toán hàng hóa

Trong số năm loại giao dịch này, ít nhất 43% phải là thanh toán. Các giao dịch liên quan đến chứng nhận tình trạng đơn hàng, tình trạng giao hàng và kế toán phải là 4%. Sau đó, nó đo lường tỷ lệ giao dịch của các đơn đặt hàng mới được xử lý cùng với hỗn hợp các giao dịch khác đang chạy trong nền.

Cơ sở dữ liệu TPC-C dựa trên mô hình nhà cung cấp bán buôn với các địa điểm và kho hàng ở xa. Cơ sở dữ liệu chứa chín bảng: kho, quận, khách hàng, đơn hàng, đơn hàng, đơn hàng mới, mặt hàng hóa đơn, hàng tồn kho và lịch sử.

Thông thường có hai kết quả được công bố. Một trong số đó, tpm-C, đại diện cho tốc độ giao dịch cao nhất (được biểu thị bằng số giao dịch mỗi phút). Kết quả thứ hai, $/tpm-C, là chi phí chuẩn hóa của hệ thống. Chi phí của hệ thống bao gồm tất cả phần cứng và phần mềm được sử dụng trong thử nghiệm, cộng với chi phí bảo trì trong 5 năm.

Hạt nhân tổng hợp và điểm chuẩn tự nhiên không thể đóng vai trò là bộ thử nghiệm thực sự để đánh giá hệ thống: chúng không thể mô phỏng chính xác môi trường của người dùng cuối và đánh giá hiệu suất của tất cả các thành phần hệ thống có liên quan. Nếu không có sự đảm bảo như vậy, kết quả đo lường hiệu suất vẫn còn là vấn đề.

1.4. Cấu hình máy tính cơ bản hiện đại

Chọn một cấu hình máy tính dựa trên chi phí vật chất dự kiến ​​​​của việc mua và/hoặc danh sách các công việc sẽ được giải quyết trên đó là điều mà hầu hết mọi người quyết định mua máy tính đều buộc phải làm. Để đưa ra lựa chọn chính xác, bạn cần xem xét các tiêu chí mà nó được thực hiện:

Hiệu suất

Về nguyên tắc, không có ích gì khi hạn chế hiệu suất của PC “từ phía trên”: “nếu bạn có thể nhanh hơn những người khác 100 lần nhưng với cùng một số tiền thì tại sao không?” Nhưng giới hạn dưới trước hết được xác định bởi những yêu cầu phổ biến nhất hiện nay ở Môi trường người dùng phần mềm. Ví dụ, tiêu chuẩn thực tế cho máy tính văn phòng hiện nay là hệ điều hành gia đình Microsoft Windows do đó, không trẻ hơn Windows 98SE, do đó, một máy tính văn phòng không chạy được hệ điều hành này khó có thể làm hài lòng người mua, ngay cả khi nó có giá 100 rúp. Điều này ngụ ý rằng người dùng sẽ có cơ hội không chỉ quan sát đồng hồ cát mà còn có thể thực hiện các hành động có ý nghĩa, hữu ích.

độ tin cậy

Công nghệ hiện đại trong lĩnh vực phần cứng máy tính, họ đang tiến lên những bước mười dặm, nhưng khi định cấu hình một chiếc PC dành cho nhiều người dùng, hầu như không hợp lý khi đưa vào các sản phẩm đã được vài tuần tuổi. Vâng, thiết bị này có vẻ như là đỉnh cao của sự hoàn hảo. Có, cho đến nay các đánh giá đều rất tích cực và không ai nhận thấy bất kỳ vấn đề nào. Cuối cùng, vâng, có thể chúng sẽ không tồn tại chút nào! Hoặc có thể họ sẽ... Điều này đơn giản là chưa biết. Hãy chú ý đến sản phẩm của các thương hiệu hàng đầu phương Tây - HP, Dell, IBM. Lúc đầu có vẻ như dòng máy tính của họ hơi bảo thủ. Tuy nhiên, đây chính xác là lý do tại sao người dùng mua máy tính của họ có thể chắc chắn rằng các thành phần được cài đặt ở đó sẽ không bị “ném vào thùng rác lịch sử” sau sáu tháng, sẽ không bị bỏ lại nếu không có hỗ trợ kỹ thuật và cập nhật trình điều khiển, v.v.

Khả năng nâng cấp

Thật không may, việc hỗ trợ cấu hình phần cứng của máy tính để tăng thêm sức mạnh bằng cách thay thế một số (và không phải tất cả) các thành phần chính vẫn là lĩnh vực của những mẫu máy khá đắt tiền. Những thứ kia. Để có khả năng nâng cấp tiếp theo, bạn phải thanh toán ngay khi mua. Theo đó, những mẫu xe “có thể nâng cấp” nhiều nhất là những mẫu xe ở tầm giá trung bình trở lên. Tuy nhiên, bất kỳ chiếc PC nào, ngay cả chiếc PC rẻ nhất cũng phải có khả năng nâng cấp tối thiểu. Ví dụ, ít nhất, cho phép cài đặt bộ xử lý có tốc độ xung nhịp cao hơn một lần rưỡi đến hai lần và tăng gấp đôi (tốt nhất là gấp ba) dung lượng bộ nhớ.

Bảng 1.1. phần mô tả về cấu hình máy tính hiện đại được đưa ra, cho biết chúng được sử dụng trong những lĩnh vực nào của cuộc sống.

Bảng 1.1.

Mô tả cấu hình máy tính hiện đại

Cấu hình tối thiểu, được hình thành theo nguyên tắc “điều chính là giá cả, bằng cách nào đó chúng tôi sẽ đáp ứng mọi thứ khác”. Theo đó, bo mạch chủ được sử dụng ngay cả khi không có khe cắm AGP, tức là khả năng nâng cấp hệ thống tiếp theo thực sự chỉ bị hạn chế bằng cách cài đặt CPU mạnh hơn và tăng dung lượng bộ nhớ. Đồng thời, một chiếc PC như vậy hoàn toàn có khả năng thực hiện một số công việc giới hạn. Ứng dụng văn phòng - soạn thảo văn bản, bảng tính, trình duyệt Internet và ứng dụng email. Bằng cách tăng dung lượng RAM, công việc trở nên thoải mái hơn, nhưng trong hầu hết các trường hợp, bạn có thể thực hiện mà không cần nó. Windows 2000 (và thậm chí còn hơn thế nữa là Windows XP) bị "chống chỉ định rõ ràng" đối với một chiếc máy như vậy, cũng như các bộ ứng dụng văn phòng thế hệ mới nhất.

Văn phòng trung cấp

Một cỗ máy làm việc hoàn chỉnh, được trang bị bộ xử lý mạnh mẽ và đủ RAM, có thể đáp ứng nhu cầu của hầu hết mọi nhân viên văn phòng. Ngoài việc được sử dụng như một “máy đánh chữ điện tử”, một chiếc PC như vậy còn có thể trở thành nơi làm việc rất thuận tiện cho cả nhân viên kế toán và “nhà thiết kế tại văn phòng” làm việc với đồ họa kinh doanh đơn giản. May mắn thay, card màn hình ATI cung cấp chất lượng hình ảnh tuyệt vời ngay cả ở độ phân giải rất cao.

Về nguyên tắc, sự hiện diện của 128 MB RAM cho phép bạn cài đặt ngay cả Windows 2000 trên một máy tính như vậy nếu muốn, mặc dù hầu như không hợp lý khi đề xuất hệ điều hành này cho một PC văn phòng thông thường. Cách tối ưu để tăng hiệu suất là cài đặt thêm bộ nhớ - bộ xử lý 800 MHz chạy trên bus 100 MHz khó có thể "không đủ" cho công việc văn phòng trong ít nhất một năm rưỡi nữa.

Những cấu hình này rơi vào danh mục văn phòng chỉ vì lý do là việc chia PC thành nhiều hơn hai nhóm là không thực tế. Thư ký làm việc với tài liệu điện tửđồng thời có nhu cầu cấp thiết về Pentium 4 1,5 GHz, thật khó tưởng tượng. Nghĩa là, nếu hai cấu hình đầu tiên thuần túy mang tính chất văn phòng - quản lý tài liệu, kế toán và làm việc trên Internet, thì "văn phòng cao cấp" chính là nơi làm việc một “người dùng nâng cao” nhất định cũng đang làm việc tại văn phòng nhưng không chỉ tham gia vào việc vẽ và xem tài liệu mà còn tham gia vào việc bố trí, thiết kế, làm việc với âm thanh hoặc video, hoặc, chẳng hạn như viết các chương trình đơn giản “để sử dụng nội bộ”. ”. Trong trường hợp này bộ vi xử lý mạnh mẽ và sẽ có nhu cầu về một lượng lớn RAM. Ngoài ra, những PC này có các chỉ số nâng cấp tuyệt vời - hỗ trợ CPU tần số cao hiện đại và bộ nhớ DDR (trong trường hợp nền tảng AMD) sẽ cho phép các hệ thống này được “hoàn thiện” mà không cần sửa đổi lớn trong một thời gian khá dài.

Giải trí cấp thấp

Thường thì máy tính không chỉ được sử dụng (và thường không nhiều) cho công việc: máy tính ở nhà cũng rất phổ biến. Nhưng các yêu cầu đối với hai loại máy tính này là hoàn toàn khác nhau. Đối với người dùng hệ thống như vậy, mục đích chính của nó là trò chơi và giải trí, áp đặt một số hạn chế nhất định “từ bên dưới” đối với cấu hình phần cứng - âm thanh AC"97 và bộ tăng tốc 3D yếu trong máy tính gia đình là hoàn toàn không phù hợp. Giải trí thấp - nếu hạn chế về tài chính rất nghiêm ngặt, thì với số tiền khiêm tốn, nó sẽ cho phép bạn có được một thiết bị mà từ đó người dùng sẽ bắt đầu hành trình bước vào thế giới giải trí máy tính. Hơn nữa, khả năng nâng cấp thêm hệ thống này là khá rộng, nếu. bạn có đủ tài chính, mong muốn hoặc nhu cầu, sẽ cho phép bạn tăng dần sức mạnh của nó mà không cần dùng đến chi phí lớn bằng tiền một lần.

Giải trí trung cấp

Một cấu hình khá mạnh mẽ cho phép bạn không phải suy nghĩ quá nhiều khi mua mỗi trò chơi mới về các câu hỏi: “Liệu nó có đủ sức mạnh cho PC của tôi không? Quá trình chơi trò chơi có biến thành một buổi trình chiếu không?” Ngoài ra, sự hiện diện của card âm thanh hỗ trợ âm thanh năm kênh sẽ giúp tổ chức rạp hát tại nhà hoặc phòng thu âm nghiệp dư trên PC này. Để cấu hình dựa trên bộ xử lý AMDĐã cài đặt Duron 1 GHz bo mạch chủ trên chipset VIA Apollo KT266A hỗ trợ bộ nhớ DDR, mặc dù theo kết quả thử nghiệm Duron kết hợp với PC2100 DDR, hiệu năng không tăng đáng kể so với PC133.Giải trí cao cấp

Chủ sở hữu cấu hình này có thể quên đi mọi bất tiện có thể xảy ra trong quá trình chơi game. “Mọi thứ ở mức tối đa” là bộ tùy chọn tối ưu cho hầu hết mọi trò chơi tồn tại ngày nay, nếu nó chạy trên PC này. Card âm thanh cung cấp chất lượng âm thanh tuyệt vời và hỗ trợ tất cả các tiêu chuẩn âm thanh 3D hiện đại. Với âm thanh chất lượng cao, hệ thống này có thể dễ dàng trở thành trung tâm giải trí tại nhà. Hoàn toàn vô nghĩa khi nói về ứng dụng hoạt động của nó, vì mọi người từ lâu đã biết rằng các yêu cầu ứng dụng chơi game Sức mạnh của PC lớn hơn rất nhiều so với yêu cầu của phần mềm ứng dụng.

1.5. Đánh giá các hàm đệ quy

Đệ quy là quá trình xác định hoặc thể hiện một hàm, thủ tục, cấu trúc ngôn ngữ hoặc giải quyết vấn đề thông qua chính chúng.

Đệ quy trong tính toán là tình huống sử dụng cùng một giá trị (hàm) được tính trong các điều kiện (đối số hàm) khác nhau để tính một giá trị nhất định của một đại lượng (hàm). Thuộc tính đệ quy không bị giới hạn trong các vấn đề tính toán. Đây là một thuộc tính chung mà các thuật toán và chương trình thuộc bất kỳ tính chất nào đều có thể có.

Đệ quy trong một chương trình (thuật toán) là khả năng một chương trình (thủ tục, thuật toán) truy cập vào chính nó để thực hiện cùng một chuỗi thao tác trong các điều kiện (tham số) bên ngoài khác nhau. Dấu hiệu của sự hiện diện của đệ quy là cấu trúc của lệnh gọi chương trình (thủ tục) có trong văn bản của chương trình này.

Các phép đệ quy trong các thuật toán và chương trình rất mạnh mẽ và phương tiện hiệu quả lập trình. Một mặt, chúng phản ánh bản chất bên trong của vấn đề và phương pháp giải quyết nó, trong đó các phần khác nhau của thuật toán đều giống với chính nó. Có thể nói, thuật toán đệ quy là sự biểu hiện thuật toán của những tính chất bằng nhau và giống nhau thực sự tồn tại trong thế giới đối tượng. Mặt khác, đệ quy cho phép mức độ tối đa tận dụng lợi thế của lập trình thủ tục - một thủ tục hoặc hàm sử dụng các lệnh gọi hoạt động của chính nó. Kết quả là văn bản chương trình được cô đọng và dễ đọc nhất.

Mỗi lệnh gọi đệ quy tới một thủ tục và hàm sử dụng một phần RAM của máy tính, được tổ chức theo cách đặc biệt - cây rơm. Ngăn xếp lưu trữ thông tin cần thiết để quay lại thực thi chương trình gọi điện. Vì kích thước của ngăn xếp, giống như bất kỳ bộ nhớ nào, bị giới hạn nên không thể có quá nhiều cấu trúc lệnh gọi trong điều kiện thực tế. Điều quan trọng cần ghi nhớ khi số lượng lệnh gọi đệ quy dự kiến ​​(độ sâu đệ quy) có thể được đo bằng hàng trăm.

Hàm đệ quy hoàn toàn nổi tiếng nhất là hàm Ackermann. Bạn nên kiểm tra xem tính năng này có thể được sử dụng hay không bằng cách kiểm tra các cấu hình máy tính khác nhau.

1.6. Xây dựng vấn đề

Dựa trên các yêu cầu chung được trình bày trong bài tập cho dự án tốt nghiệp, chúng tôi sẽ xây dựng bản mô tả chi tiết hơn về gói chương trình kiểm tra đang được phát triển.

Cần phải phát triển một thuật toán cho chương trình tính toán hàm Ackermann và thực hiện kiểm tra hiệu năng của hệ thống máy tính sử dụng thuật toán này. Chương trình phải đơn giản và thuận tiện giao diện người dùng: người dùng chỉ cần chọn bài kiểm tra cần thiết và chỉ định các thông số của nó. Sử dụng thử nghiệm đang được phát triển, cần phải so sánh trình tự cấu hình máy tính. Để đảm bảo so sánh công bằng, các cấu hình tương tự phải được kiểm tra bằng các bài kiểm tra đo hiệu suất tiêu chuẩn. Các kết quả thu được phải được phân tích và rút ra kết luận phù hợp trên cơ sở đó.

Giai đoạn cuối cùng của thiết kế là chuẩn bị tài liệu phần mềm, ngoài ra còn bao gồm điều khoản tham chiếu văn bản chương trình, mô tả chương trình, cũng như chương trình và phương pháp kiểm tra.

2. Thiết kế và phát triển sản phẩm phần mềm

Sản phẩm phần mềm đang được phát triển bao gồm ba chương trình thử nghiệm: một chính và hai bổ sung. Là những bài kiểm tra bổ sung, các bài kiểm tra tiêu chuẩn để đo hiệu suất máy tính đã được chọn: Whetstone và Dhrystone. Các chương trình này mô tả tương ứng việc xử lý số thực và xử lý dữ liệu số nguyên. Bài kiểm tra chính là một chương trình dựa trên tính toán hàm Ackermann.

2.1. Mô tả các thử nghiệm bổ sung

2.1.1. Đá mài (mô tả quy trình)

Bộ thử nghiệm Whetstone bao gồm một số mô-đun mô phỏng tải phần mềm trong các chế độ thực thi điển hình nhất của các tác vụ tính toán (số học dấu phẩy động, toán tử IF, lệnh gọi hàm, v.v.). Mỗi mô-đun được thực thi nhiều lần, theo số liệu thống kê ban đầu của hướng dẫn Whetstone (trong thực tế, điều này được thực hiện bằng cách đặt các mô-đun trong các cấu trúc tuần hoàn với số lần “quay” chu kỳ khác nhau) và hiệu suất được tính bằng tỷ lệ giữa số lần Whetstone hướng dẫn tổng thời gian thực hiện của tất cả các mô-đun của gói. Kết quả này được báo cáo bằng KWIPS (Hướng dẫn sử dụng đá mài Kilo mỗi giây) hoặc MWIPS (Hướng dẫn sử dụng đá mài Mega mỗi giây). Ưu điểm đáng kể của những đánh giá này là các lệnh Whetstone không bị ràng buộc với hệ thống lệnh của bất kỳ máy tính nào, tức là đánh giá hiệu suất trong MWIPS là mô hình độc lập.

Chương trình đã được điều chỉnh theo những cách sau: ngoài ra, tham số “thời gian thực hiện thử nghiệm” đã được giới thiệu - tham số này do người dùng chỉ định. Điều này được thực hiện để có thể so sánh bất kỳ hàm Ackerman nào (với bất kỳ tham số nào) với số lần vượt qua (số vòng lặp bên ngoài được thực hiện) của thử nghiệm Whetstone, cho phép chúng tôi ước tính số lượng thao tác được bộ xử lý thực hiện trong quá trình tính toán của hàm Ackerman đã cho.

Dựa trên mô tả hoạt động thử nghiệm ở trên, một sơ đồ chung của chương trình Whetstone đã được vẽ ra, thể hiện trong Hình 2.1.

Hình.2.1. Đề án chung Chương trình đá mài

Logic chính của chương trình được bao gồm trong hàm Whets. Là một phần của chức năng này, tải phần mềm được triển khai, bao gồm tám mô-đun được thực hiện tuần tự:

  • tính toán phần tử mảng
  • tính toán các phần tử mảng (mảng được chỉ định làm tham số hàm)
  • hoạt động chi nhánh (nếu – khác)
  • số học số nguyên (trừ, cộng và nhân)
  • hàm lượng giác (sin, cos, atan)
  • thủ tục gọi hoạt động trên con trỏ
  • xử lý một loạt các liên kết
  • gọi các hàm tiêu chuẩn (sqrt, log, exp)


Sơ đồ thuật toán quy trình thử nghiệm được trình bày trên Hình 2.2.


Cơm. 2.2. Sơ đồ thuật toán quy trình thử nghiệm


Giải thích kết quả

  • Gói Whetstone tập trung vào việc đánh giá hiệu suất xử lý số dấu phẩy động: gần 70% thời gian thực hiện được dành cho việc thực thi số học động và thư viện hàm toán học.
  • Con số lớn Các cuộc gọi tới thư viện hàm toán học có trong các bài kiểm tra Whetstone cần phải đặc biệt cẩn thận khi so sánh kết quả thu được trên các máy tính khác nhau: nhà sản xuất có cơ hội tối ưu hóa việc đánh giá Whetstone bằng cách thực hiện các thay đổi đối với thư viện.
  • Do các mô-đun thử nghiệm Whetstone được biểu thị bằng mã thực thi rất nhỏ gọn, nên đối với các bộ xử lý hiện đại, chúng không cho phép chúng tôi đánh giá tính hiệu quả của cơ chế hoán đổi động các lệnh vào bộ đệm lệnh: bất kỳ mô-đun Whetstone nào đều nằm hoàn toàn trong bộ nhớ đệm, thậm chí là nhỏ nhất. dung tích.
  • Một đặc điểm của các thử nghiệm đang được xem xét là sự vắng mặt gần như hoàn toàn của các biến cục bộ. Do đó, ước tính của Whetstone phần lớn phụ thuộc vào hiệu quả của tài nguyên máy tính cung cấp quyền truy cập vào RAM và bộ đệm dữ liệu trong bộ xử lý (bao gồm số lượng thanh ghi, dung lượng bộ nhớ đệm dữ liệu và cơ chế thay thế nó). Tuy nhiên, hoàn cảnh tương tự này làm cho các bài kiểm tra Whetstone thực tế không nhạy cảm với các phương tiện tăng hiệu quả làm việc với các biến cục bộ.

2.1.2. Dhrystone (mô tả quy trình)

Mô tả thuật toán kiểm tra

Các bài kiểm tra Dhrystone được thiết kế để đánh giá hiệu suất của các loại phần mềm ứng dụng và hệ thống cụ thể (hệ điều hành, trình biên dịch, trình soạn thảo, v.v.). Điều này để lại dấu ấn đáng chú ý đối với cấu trúc dữ liệu và mã điều hành: trong các thử nghiệm của Dhrystone không có việc xử lý số dấu phẩy động mà các thao tác trên các loại dữ liệu khác (ký tự, chuỗi, biến logic, con trỏ, v.v.) chiếm ưu thế. Ngoài ra, so với thử nghiệm Whetstone, số lượng cấu trúc tuần hoàn đã giảm, các biểu thức tính toán đơn giản hơn được sử dụng nhưng số lượng câu lệnh IF và lệnh gọi thủ tục đã tăng lên.

Quy trình kiểm tra Dhrystone được kết hợp thành một chu trình đo, bao gồm 103 câu lệnh trong phiên bản C. Chu kỳ toàn cầu này được coi là một đơn vị công việc (một Dhrystone) và năng suất được đo bằng số chu kỳ đo được hoàn thành mỗi giây (Dhrystones/s). Tuy nhiên, gần đây, khi công bố ước tính của Dhrystone, các đơn vị đo lường khác đã bắt đầu được sử dụng - MIPS VAX. Sự sai lệch so với các quy tắc tiêu chuẩn này được quyết định bởi hai trường hợp: thứ nhất, các đơn vị Dhrystones/s trông quá kỳ lạ; thứ hai, điểm MIPS VAX có ý nghĩa trùng khớp với các đơn vị thông thường của các bài kiểm tra SPEC rất phổ biến đặc trưng cho hiệu suất máy tính so với hệ thống VAX 11/780 (ví dụ: 1,5 MIPS VAX có nghĩa là hệ thống được kiểm tra chạy nhanh hơn gấp rưỡi hơn VAX 11/780 ).

2.2. Phát triển thử nghiệm dựa trên hàm Ackerman

2.2.1.Sử dụng đệ quy để đánh giá tính năng tàu bay

Đệ quy thể hiện thuộc tính đặc trưng của một đối tượng, đó là đối tượng đó đề cập đến chính nó. Trong lập trình, thuật ngữ "đệ quy" mô tả tình huống trong đó chương trình tiếp tục gọi chính nó miễn là đáp ứng một số điều kiện cụ thể. Để giải quyết những vấn đề như vậy, cần phải đánh giá hiệu quả của hệ thống máy tính mà vấn đề được giải quyết. nhiệm vụ này khi thực hiện đệ quy. Dưới đây là một số tình huống điển hình sử dụng các thuật toán và chương trình đệ quy để giải các bài toán thực tế.

yếu tố

Hãy xem xét một số chức năng được định nghĩa như sau:

F(n) = 1 * 2 * 3 * ... * n, trong đó n là một số tự nhiên cho trước. Một công việc như vậy số tự nhiên từ 1 đến n được gọi trong toán học là giai thừa của số n và được ký hiệu như sau: “n!” Nói chung, giá trị "n!" cũng được xác định với giá trị bằng 0. Vì vậy, định nghĩa đầy đủ về giai thừa của một số không âm là:

2.n! = 1 * 2 * 3 * ... * n, với n > 0

Chức năng "n!" có tầm quan trọng lớn trong những vấn đề toán học liên quan đến việc thu thập và khám phá các lựa chọn khác nhau. Vì vậy, ví dụ, số cách khác nhau để sắp xếp một nhóm gồm n đồ vật khác nhau là “n!” Ở đây, thuộc tính đệ quy là giá trị giai thừa của bất kỳ số n nào cũng có thể được lấy dựa trên giá trị giai thừa của số trước đó: (n-1).

Thật vậy, dễ dàng nhận thấy rằng:

4! = (1 * 2 * 3) * 4 = 3! * 4

Nói cách khác, để xác định thuật toán tính giai thừa, bạn có thể đặt các mối quan hệ sau:

N! = (n-1)! * n, với n > 0 (2.2)

Hãy chú ý đến biểu thức số 2.2. Cả bên phải và bên trái của biểu thức đều chứa hàm tính toán giống nhau! Để tính giai thừa của n, bạn cần tính (n-1)!, để tính (n-1)! bạn cần biết (n-2) bằng bao nhiêu! vân vân.