Bài giảng Computer Organization

COMPUTER ORGANIZATIONPerformanceThời gian đáp ứng (hoặc thời gian thực hiện).“thời gian giữa lúc bắt đầu và việc hoàn thành một nhiệm vụ”Mất bao lâu để chạy một công việc?Tôi phải đợi bao lâu để truy vấn cơ sở dữ liệu.?Throughput“ tổng số lượng công việc thực hiện xong trong một thời gian nhất định.“Có bao nhiêu việc mà máy có thể chạy cùng một lúc?Có bao nhiêu việc được kết thúc?Nếu chúng tôi nâng cấp một máy tính với một bộ xử lý mới, chúng ta cải thiện những gì?Nếu chúng ta thêm một bộ xử lý bổ sung cho hệ thống, những gì chúng tôi đãcải thiện?Computer Performance:CPU Performance:Đối với một số chương trình đang chạy trên máy X,. Performance X = 1 / Execution time X"X là n times faster hơn Y" Performance X / Performance Y = nChúng tôi sẽ sử dụng "n times faster", có nghĩa là cả hai tăng hiệu suất và giảm xuống thời gian thực hiện.Performance - Execution Time:Elapsed Time (response or execution time)Tổng thời gian để hoàn thành một nhiệm vụ đếm tất cả mọi thứ (các quá trình khác đang chạy, đĩa và truy cập bộ nhớ, I / O, vv).Thời gian CPUkhông đếm để chờ I / O hoặc thời gian chạy các chương trình khác.có thể được chia vào trong thời gian hệ thống và thời gian sử dụng.User CPU timethời gian dành cho người dùng chương trình System CPU timethời gian dành cho hệ điều hành thực hiện nhiệm vụ đại diện cho chương trình. Thay vì bằng cách báo cáo thời gian thực hiện trong vài giây, chúng ta thường sử dụng các chu kỳ. Clock “ticks” chỉ cho biết khi bắt đầu hoạy động(một sự trừu tượng):cycle time = time between ticks = seconds per cycleclock rate (frequency) = cycles per second (1 Hz. = 1 cycle/sec) A 200 Mhz. clock has a cycle time Clock cycles:thời gian đáp ứng: Thời gian đáp ứng là tốc độ của các viên nén trên một điểm ảnh thay đổi từ màu đen sang màu trắng rồi thay đổi từ màu trắng thành màu đen một lần nữa, có số càng nhỏ càng tốt và có đơn vị là ms(millisecond). Công thức tínhResponse time = queue time + service timeThời gian đáp ứng:Throughput:là một số giao dịch/yêu cầu mà được tạo ra trong một thời gian thử nghiệm, dùng để cho biết là hệ thống làm việc này có khả năng quảng lý bao nhiêu trong mỗi đơn vị của thời gian. Công thức tínhThroughput = (số lượng yêu cầu) / tổng sos thời gian làm việcĐối với thời gian đáp ứng: thời hạn của một số chương trình thực hiện ngắn hơn.Đối với Thông dụng(Throughput): nhiều việc xử lý có thể kết thúc cùng một thời hạn.So sánh hai quan điểm:CPU time (or CPU Execution time) is the time between the start and the end of execution of a given program. This time accounts for the time CPU is computing the given program, including operating system routines executed on the program’s behalf and it does not include the time waiting for I/O and running other programs.CPU time is a true measure of processor/memory performance.Performance of processor/memory = 1 / CPU time.CPU Time:Gene Amdahl [AMDA67]Potential speed up of program using multiple processorsConcluded that:Code needs to be parallelizableSpeed up is bound, giving diminishing returns for more processorsTask dependentServers gain by maintaining multiple connections on multiple processorsDatabases can be split into parallel tasksAmdahl’s Law:Amdahl’s Law Formula:Conclusionsf small, parallel processors has little effect N ->∞, speedup bound by 1/(1 – f)For program running on single processor Fraction f of code infinitely parallelizable with no scheduling overhead Fraction (1-f) of code inherently serial T is total execution time for program on single processor N is number of processors that fully exploit parallel portions of code12What Is a Benchmark?Thuật ngữ “Benchmark" cũng thường được áp dụng cho các chương trình thiết kế đặc biệt sử dụng trong benchmarking.A benchmark should:be domain specific (the more general the benchmark, the less useful it is for anything in particular)be a distillation of the essential attributes of a workloadavoid using single metric to express the overall performanceComputational benchmark kindssynthetic: specially-created programs that impose the load on the specific component in the systemapplication: derived from a real-world application program13Purpose of Benchmarking:To define the playing fieldTo provide a tool enabling quantitative comparisonsAcceleration of progressenable better engineering by defining measurable and repeatable objectivesEstablishing of performance agendameasure release-to-release or version-to-version progressset goals to meetbe understandable and useful also to the people not having the expertise in the field (managers, etc.)