§ 3 Характеристики ЭВМ Группы характеристик ЭВМ, определяющих

§ 3 Характеристики ЭВМ Группы характеристик ЭВМ, определяющих её архитектуру: а) характеристики машинного языка и системы команд (количество и номенклатура команд, их форматы, системы адресации, наличие программнодоступных регистров в процессоре и т. п. ), которые определяют алгоритмические возможности процессора; б) технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ; в) характеристики и состав модулей базовой конфигурации ЭВМ; г) состав программного обеспечения ЭВМ и принципы его взаимодействия с техническими средствами ЭВМ.

Технические и эксплуатационные характеристики ЭВМ Технические характеристики Быстродействие характеризуется числом команд определенного типа, выполняемых ЭВМ за одну секунду. Производительность – это объем работ (например, число стандартных программ), выполняемый ЭВМ в единицу времени.

Быстродействие Различают следующие виды быстродействия: - пиковое (предельная) – это быстродействие МП без учета времени обращения к оперативной памяти (ОП) за операндами; - номинальное – быстродействие МП с ОП.

• 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 FLOPS) - миллиард операций над числами с плавающей запятой в секунду; • TFLOPS (Tera FLOPS) - триллион операций на числами с плавающей запятой в секунду; • PFLOPS (Peta FLOPS) - 1015 операций на числами с плавающей запятой в секунду.

Основные единицы оценки производительности • абсолютная, определяемая количеством элементарных работ, выполняемых в единицу времени (фактически это быстродействие); • относительная, определяемая для оцениваемой ЭВМ относительно базовой в виде индекса производительности.

Виды производительности • 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 общего назначения.

Методы определения производительности • 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.

Производительность ЭВМ оценивается по выполнению смеси команд, формируемых путем анализа частоты использования разного рода команд при решении достаточно широкого класса задач. На основании такого анализа каждой команде присваивают определенный весовой коэффициент. В настоящее время наиболее признанной является смесь Гибсона. Для сравнения ЭВМ по производительности обычно используют один и тот же набор программ, который прогоняют на ЭВМ различных типов.

Системная производительность измеряется с помощью синтезированных типовых (тестовых) оценочных программ, реализованных на унифицированных ЯП ВУ. Результаты оценок приводятся относительно базового образца, то есть ЭВМ, являющейся промышленным стандартом. Результаты оформляются в виде таблиц, графиков и трехмерных изображений.

Для более точных комплексных оценок существуют тестовые наборы, которые можно разделить на три группы: – наборы тестов фирм-изготовителей для оценивания качества собственных изделий (например, компания Intel для своих МП ввела показатель i. COMPIntel Comparative Microprocessor Performance). При его определении учитываются четыре главных аспекта производительности: работа с целыми числами, с плавающей запятой, графикой и видео. Каждый параметр при вычислении индекса участвует со своим весом, определяемым по усредненному соотношению между этими операциями в реальных задачах.

– стандартные универсальные тесты для ЭВМ, предназначенные для крупномасштабных вычислений (например, пакет математических задач Linpack, по которому ведется список ТОР 500, включающий 500 самых производительных компьютерных установок в мире);

специализированные тесты для конкретных областей применения компьютеров. Например, • для тестирования ПК по критериям офисной группы приложений используется тест Winstone-Business, • для группы «домашних компьютеров» – Win. Bench-CPUMark 32, • для группы ПК для профессиональной работы – 3 DWin. Bench-User. Scene).

Эксплуатационная производительность оценивается на основании использования данных о реальной рабочей нагрузке и функционировании ЭВМ при выполнении типовых производственных нагрузок в основных областях применения. Расчеты делаются главным образом на уровне типовых пакетов прикладных программ текстообработки, систем управления базами данных, пакетов автоматизации проектирования, графических пакетов и т. д.

Эксплуатационные характеристики Кроме технических показателей ЭВМ характеризуется эффективностью и надежностью при эксплуатации, точностью, достоверностью. Показатель эффективности определяется отношением производительности к стоимости изготовления и эксплуатации ЭВМ.

Надежность – это способность ЭВМ при определенных условиях выполнять требуемые функции в течение заданного времени (стандарт ISO (Международная организация стандартов )-2382/14 -78). Она определяется вероятностью безотказной работы ЭВМ в течении определенного периода времени. Высокая надежность ЭВМ закладывается в процессе ее производства.

Точность – возможность различать почти равные значения (стандарт ISO – 2382/2 -76). Точность получения результатов обработки в основном определяется разрядностью ЭВМ, которая в зависимости от класса ЭВМ может составлять 32, 64 и 128 двоичных разрядов.

Достоверность – свойство информации быть правильно воспринятой. Достоверность характеризуется вероятностью получения безошибочных результатов. Заданный уровень достоверности обеспечивается аппаратно-программными средствами контроля самой ЭВМ. Возможны методы контроля достоверности путем решения эталонных задач и повторных расчетов.

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 НЖМД; – тип и емкость кэш-памяти; – тип видеоадаптера и видеомонитора; – наличие и тип программного обеспечения; – стоимость; – габариты и масса.