性能

性能指标

CPU执行时间（CPU exec time）：也称CPU时间，执行某一任务在CPU上花费的时间。

用户CPU时间（User time）：程序本身所花费的CPU时间。

系统CPU时间（System time）：为执行程序花费在操作系统上的时间。

时钟周期长度（Cycle length）：每个时钟周期持续的时间，时钟频率（Clock Frequency）的倒数。

时钟周期数（CPU cycle）：处理器时钟在固定频率下运行。

CPU_exec_time = CPU_cycles * Cycle_length

指令数（Number of instructions）：程序执行所需要的指令总数。

指令平均时钟周期数（CPI）：平均每个指令所需要的时钟周期。

CPU_exec_time = N_insts * CPI * Cycle_length

每秒百万条指令数（MIPS）：程序速度的一种度量。（无法用 MIPS 比较不同 ISA 的计算机；其次，一台计算机上不同程序也有不同的 MIPS）

MIPS = N_insts / (exec_time * 10^6) = Clock_frequency / (CPI * 10^6)

[例] 代码片段比较：请问哪个代码序列执行的指令数更多？哪个执行速度更快？每个代码序列 CPI 分别是多少？

每列指令的 CPI：

指令类别	A	B	C
CPI	1	2	3

两段代码序列所需指令数量分别如下：

指令类别	A	B	B
序列1	2	1	2
序列2	4	1	1

答：序列1共执行 2+1+2=5 条指令，序列2共执行 4+1+1=6 条指令。

CPI_1 = (2*1 + 1*2 + 2*3) / 5 = 2.0
CPI_2 = (4*1 + 1*2 + 1*3) / 6 = 1.5