計算機效能評價指標

現代計算機的軟體系統與硬體系統是極其複雜的.由於計算機系統所具有的龐大規模與複雜性，再加上硬體設計者採用了大量的效能改進方法，使得效能評價及其困難。
但是，對於挑選計算機產品來說，效能是很重要的評價指標。精確得測量和比較不同計算機的效能不僅對於購買者很重要，對於計算機設計者也是如此。
效能的評價有多種方式，我們先談下效能的定義，再從使用者與設計者的角度談一下如何度量計算機的效能。

效能的定義

先來看看“效能”的百度百科詞條解釋：

“效能指，機械、器材、物品等所具有的性質和功能。產品效能是指產品在一定條件下，實現預定目的或者規定用途的能力”

如何才能證明一臺計算機比另外一臺計算機具有更好的效能呢？
我們做為使用者，常常不會想太多，只會想”電腦反應快就行了“。
那就假定用速度來定義效能，但接下來我們會發現兩種不同的速度定義：

• 如果你關心一個程式（假定是一個模擬大氣執行的程式）的執行速度，那麼對於兩臺不同的計算機，自然是先完成計算的那臺計算機更快。
• 但是如果你想執行一批程式（假定有50個不同的程式），那麼對於那麼對於兩臺不同的計算機，先完成所有計算的計算機更快。
• 上面兩種定義很容易理解，就好像我們比較只能一次運輸一個人的賽車更快還是一次能運輸50個人的大巴哪個更快的問題。

通過前面討論的關於”計算機誰更快“的簡單例子，我們就不難理解一臺計算機功能的強弱或效能的好壞，不是由某項指標來決定的，而是由它的系統結構、指令系統、硬體組成、軟體配置等多方面的因素綜合決定的。

還可以通過前面的簡單例子引申出兩個概念：

• 響應時間（response time）：也可以稱為執行時間（execution time），是計算機完成某任務所需的總時間。任務執行時會有許多因素影響總時間，比如CPU執行時間，Cache訪問時間，硬碟訪問時間，作業系統開銷等。
• 吞吐率（throughput）：表示在單位時間內完成的任務數量。也可以稱為頻寬（bandwidth）。

效能的度量

作為計算機使用者我們關心的是時間，通常以秒計算，時間可以根據計量方式選用不同的表示方法。

• 牆上時鐘時間（wall clock time）：也稱為響應時間，消逝時間（elapsed time），表示完成任務所需的總時間，這是通常我們作為使用者感受到時間。
• CPU執行時間（CPU execute time）：表示在CPU上花費的時間，而不包括等待I/O或執行其他程式的時間。
• CPU執行時間還可以進一步劃分為使用者CPU時間（user CPU time），系統CPU時間（user CPU time） 前者指在程式本身所花費的CPU時間，後者指為執行程式而花費在作業系統上的時間。

作為計算機設計者，他們則需要考慮怎麼度量硬體完成基本功能的速度，通常用時鐘週期來計算。

• 時鐘週期（clock cycle）：驅動硬體的時鐘間隔時間。
• 時脈頻率（clock rate）：時鐘週期的倒數。
• 時鐘長度（time slice length）：每個時鐘週期持續的時間長度。