文章目录
- 体系设计的原则
- 大概率事件优先原则
- Amdahl定律
- CPU性能公式
- 访问局部性原理
体系设计的原则
大概率事件优先原则
基本思想:对于大概率事件,赋予它优先处理权和资源使用权,以获取全局的最优效果。
其实就是2/8法则在计算机领域的使用,集中精力去解决最大的矛盾,获取事半功倍的而效果。
Amdahl定律
系统的某个部件由于采用更快的执行方式后,整个系统的性能提高
整体性能 与 这种执行方式的使用频率 or 占总执行时间 的比例有关
物理意义:可以告诉我们一项改进措施可以使整个系统的性能提高多少 例题:
CPU性能公式
一些概念:
- 时钟周期:计算机运行周期,表示程序执行时间
- 每个指令的平均周期数CPI:= CPU时钟周期数目 / IC ------一个程序中包含多个指令,不同指令可拥有不同时间周期数,多个指令的时间周期数的平均值就是CPI
- 指令的条数:IC
CPU时间 = CPU时钟周期数 / 频率
CPU时间 = CPU时钟周期数 * 时钟周期长
CPU时间 = (IC * CPI) * CPU周期
- 时钟周期长:大多数计算机时钟速度是固定的
总结:CPU时间取决于3个因素:1、 CPU指令条数 2、时钟频率 3、每条指令所花的时钟周期数
CPU时钟周期总数的方法:
CPU时钟周期数 = 求和(CPI * I)
注:I–指令i所需的平均时钟周期数
提高CPU性能:
- 降低CPI: 方式提高时钟频率,BUT这属于元件上的改进很难
- 增加流水线:BUT工艺上有很大的困难
- 针对部分指令设计专门的部件,使得原部件和新的部件并行运行
系统响应能⼒能反映计算机系统的软、硬件性能。 不能仅⽤计算机主频衡量系统性能
访问局部性原理
- 时间局部性:最近或将来访问的指令或数据
- 空间局部性:地址邻近的地方容易访问