《深入浅出计算机组成原理》-入门篇（三）（笔记）

本篇主要是通过CPU主频，讲讲什么是“性能”。

通俗的来说，“性能”就是时间的倒数。

一、两个指标：

　　1、响应时间（执行时间）：执行一个程序，花费的时间越少，性能越好。

　　　　提升响应时间：可以理解为让计算机“跑的更快”。

　　2、吞吐率（带宽）：在一定的时间范围内，计算的数据或者执行的程序指令越多，性能越好。

　　　　提升吞吐率：可以理解为让计算机“搬得更多”。

二、计算机的计时单位：CPU时钟

　　为什么不用自然时间来衡量？

　　　　1、程序运行的时间可能会包含各个程序之间切换的时间。

　　　　2、程序每次运行的环境不同，无法保证每次都是在相同的频率下运行的。

　　Linux下执行命令：time

　　　　real     运行程序整个过程所用的时间（包括与其他程序之间切换的时间）

　　　　user    CPU在用户态运行指令的时间

　　　　sys      CPU在操作系统内核中运行的时间

　　CPU time = user time + sys time

　　时间这个指标还会收到主板、内存这些其他硬件的影响，所以：

　　　　CPU执行时间 = CPU时钟周期数 * 时钟周期时间

　　　　时钟周期时间：和我们平时戴的石英表类似，CPU内部有一个叫晶体振荡器（OScillator 简称：晶振）的东西，晶振带来的每一次“嘀嗒”，就是时钟周期时间。　　　　　　　　　　        类似我们平时所说的一秒。

　　所以根据公式（CPU执行时间 = CPU时钟周期数 * 时钟周期时间）可以看出：

　　1、提升性能最简单的方式就是缩短时钟周期时间，也就是提升主频；通俗点，就是换一块好一点的CPU。（从硬件角度出发）

　　2、减少程序所需的CPU时钟周期数，一样能够提升性能。

　　分解CPU时钟周期数：“指令数*每条指令所需的平均时钟周期数（Cycles Per Instruction 简：CPI）”

　　所以公式可表示为：

　　CPU执行时间 = 指令数 * CPI * 时钟周期时间

　　因此，最后总结，要解决性能问题，其实就是优化这三者。

　　　　1、时钟周期时间 ：就是计算机主频，取决于计算机的硬件

　　　　2、每条指令所需的平均时钟周期数，CPI，就是一条指令需要多少CPU Cycle

　　　　3、指令数：执行程序所需多少条指令

 

　　与上一章同一天更新的原因主要是最近需求赶得急，所以上一篇一直没机会总结。

　　多有瑕疵，敬请见谅！