1.2. Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ

Основным техническим параметром ЭВМ является её производитель­ность. Этот показатель определяется архитектурой процессора, иерархией внутренней и внешней памяти, пропускной способностью системного интер­фейса, системой прерывания, набором периферийных устройств в конкрет­ной конфигурации, совершенством операционной системы и т.д.

Различают следующие виды производительности:

- пиковая (предельная) — это производительность процессора без учета времени обращения к оперативной памяти (ОП) за операндами;

- номинальная — производительность процессора с ОП;

- системная — производительность базовых технических и программ­ных средств, входящих в комплект поставки ЭВМ;

- эксплуатационная — производительность на реальной рабочей на­грузке, формируемой в основном используемыми пакетами прикладных про­грамм (ППП) общего назначения.

Методы определения производительности разделяются на три основных

группы:

- расчетные, основанные на информации, получаемой теоретическим или эмпирическим путем;

- экспериментальные, основанные на информации, получаемой с ис­пользованием аппаратно-программных измерительных средств;

- имитационные, применяемые для сложных ЭВМ. Основные единицы оценки. производительности:

- абсолютная, определяемая количеством элементарных работ, вы­полняемых в единицу времени;

- относительная, определяемая для оцениваемой ЭВМ относительно базовой в виде индекса производительности.

Для каждого вида производительности применяются следующие тради­ционные методы их определения.

Пиковая производительность (быстродействие) определяется средним числом команд типа «регистр-регистр», выполняемых в одну секунду без учета их статистического веса в выбранном классе задач.

Номинальная производительность (быстродействие) определяется сред­ним числом команд, выполняемых подсистемой «процессор-память» с уче­том их статистического веса в выбранном классе задач. Она рассчитывается, как правило, по формулам и специальным методикам, предложенным для процессоров определенных архитектур, и измеряется с помощью разработан­ных для них измерительных программ, реализующих соответствующую эта­лонную нагрузку.

Для данных типов производительностей используются следующие еди­ницы измерения:

MIPS (Mega Instruction Per Second) - миллион целочисленных операций в секунду;

MFLOPS (Mega Floating Operations Per Second) - миллион операций с числами с плавающей запятой в секунду;

GFLOPS (Giga Floating Operations Per Second) - миллиард операций не с числами с плавающей загоггой в секунду;

TFLOPS (Tera Floating Operations Per Second) - триллион операций на числами с плавающей запятой в секунду.

Системная производительность измеряется с помощью синтезированны типовых (тестовых) оценочных программ, реализованных на унифицирова! ных языках высокого уровня. Унифицированные тестовые программы и< пользуют типичные алгоритмические действия, характерные для реальны применений, и штатные компиляторы ЭВМ. Они рассчитаны на использовг ние базовых технических средств и позволяют измерять производитеяьност для расширенных конфигураций технических средств. Результаты оценк системной производительности ЭВМ конкретной архитектуры приводятс относительно базового образца, в качестве которого используются ЭВМ, т ляющиеся промышленными стандартами систем ЭВМ различной архитекту ры. Результата оформляются в виде сравнительных таблиц, двумерных гра фиков и трехмерных изображений.

Существует большое количество различных тестовых программ, напри мер:

SPEC mt 95 и SPEC fp 95 - для интенсивной проверки процессоров п< целочисленным операциям и вычислениям с плавающей запятой (табл. 1.3);

Graphstone - набор из 125 подпрограмм, проверяющих компьютер на'1;

различных типах графических элементов;

Khomevstone - методика испытаний с использованием 21 теста, интен сивно нагружающих центральный процессор, процессор с плавающей зал» той и дисковую подсистему.

Эксплуатационная производительность оценивается на основании ис пользования данных о реальной рабочей нагрузке и функционировании ЭВ^ при выполнении типовых производственных нагрузок в основных областя? применения. Расчеты делаются главным образом на уровне типовых пакете! прикладных программ текстообработки, систем управления базами данных пакетов автоматизации проектирования, графических пакетов и т.д.

Очень часто при сравнении компьютеров пользуются отношением про­изводительности к стоимости.

К другим технико-эксплуатационным характеристикам ЭВМ относятся:

- разрядность обрабатываемых слов и кодовых шин интерфейса;

- типы системного и локальных интерфейсов;

- тип и емкость оперативной памяти;

- тип и емкость накопителя на жестком магнитном диске;

- тип и емкость накопителя на гибком магнитном диске;

- тип и емкость кэш-памяти;

- тип видеоадаптера и видеомонитора;

- наличие средств для работы в компьютерной сети;

- наличие и тип программного обеспечения;

- надежность ЭВМ;

- стоимость;

габариты и масса.

Таблица 1.3 Результаты тестирования процессоров

Фирма Процессор Результаты тестирования
SPECint95 SPECfp95
Digital Eguipment Alpha 21164/500 Мгц 15,00 20,4
HP PA-8000/180 Мгц 11,8 18,7
Intel Pentium Pro/200 Мгц 8,58 6,68
Motorola Power PC604e/200 Мгц 8,00 6,31
Solicon Graphics Mips R10000/200 Мгц 8,88 13,8
Sun Microsystems Ultra SPARC2/200 Мгц 7,72 13,8