计算机性能指标

衡量计算机性能需要从多个维度进行评估，这些指标在 408 考试中经常作为考点。

CPU 频率指标

• 主频 (Main Frequency): CPU 内部数字脉冲信号震荡的速度。
  • 公式: $主频=外频\times 倍频系数$ 重点
• 外频 (External Frequency): 主板提供的基准频率，决定了 CPU 与外界（内存、外设）通讯的同步速度。
• 倍频系数: CPU 主频与外频之间的比例。
• 超频技术: 通过降低外频、提高倍频系数，使主频超过额定工作频率。 重点

核心指标

1. 机器字长 (Word Length):
   • CPU 一次能处理的二进制位数（如 32 位、64 位）。
   • 由加法器、寄存器、总线位数决定。
2. 存储容量:
   • 主存容量：通常以字节 (Byte) 为单位。
   • 寻址空间：由地址总线位数决定（如 32 位地址总线理论对应 4GB 寻址空间）。 重点
3. 运算速度:
   • CPI (Cycles Per Instruction): 执行一条指令所需的时钟周期数。
   • MIPS (Million Instructions Per Second): 每秒执行百万条指令数。 重点
     • $MIPS=\frac{指令条数}{执行时间\times 10^6}=\frac{主频}{CPI}$
   • MFLOPS (Million Floating-point Operations Per Second): 每秒执行百万次浮点运算数。 重点
   • 对比: MIPS 衡量整数运算，MFLOPS 衡量浮点运算。在 408 考试中，这两个概念常以选择题形式出现。
4. 吞吐量 (Throughput): 系统在单位时间内处理请求的数量。
5. 响应时间 (Response Time): 从提交请求到系统产生响应的时间。

常用单位与换算基础

教师要求必须熟练掌握 $2^0$ 到 $2^{10}$ 的数值，以及大单位换算： 重点

• $2^{10}=1024=1K$
• $2^{20}=1M$
• $2^{30}=1G$
• $2^{40}=1T$
• 字长 vs 字节:
  • 位 (Bit): 描述 0/1 状态的最小单位。
  • 字节 (Byte): 计算机表示有效信息的基本单位，$1Byte=8Bits$。
  • 字 (Word): CPU 一次处理的信息量，其长度（字长）随 CPU 架构不同而异。

32 位系统与 4GB 寻址空间

• 理论限制: $2^{32}=4GB$。
• 实际情况: 32 位操作系统（如 Win7）由于系统预留及 I/O 映射，实际可用空间仅 3.1GB~3.2GB 左右。 重点
• 解决方案: 若内存大于 4GB，必须安装 64 位操作系统才能充分利用。