【架构设计】2.9 系统性能

架构设计 相关文档希望互相学习共同进步风123456789-CSDN博客系统架构设计 相关文章【架构专栏】架构考试介绍【架构专栏】架构知识点知识总览​共19章内容主要包括11绪论、2计算机系统、3信息系统、4信息安全技术、5软件工程26数据库设计、7系统架构设计基础知识38系统质量属性与架构评估、9软件可靠性、10软件架构演化与维护、11未来信息综合技术412信息系统架构设计、13层次式架构设计、14云原生架构设计、15面向服务架构设计、16嵌入式系统架构设计、17通信系统架构设计、18安全架构设计、19大数据架构设计每天进步一点点加油小伙伴们本文学习第2章 计算机系统基础知识 3/3以下为个人笔记希望有所帮助共同学习。2.1 计算机系统概述2.2 计算机硬件2.3 计算机软件 见【架构专栏】第2章 计算机系统基础知识 1/32.4 嵌入式系统及软件 见【架构专栏】第2章 计算机系统基础知识 2/32.5 计算机网络 见【架构专栏】2.5 计算机网络2.6 计算机语言 见【架构专栏】2.6 计算机语言2.7 多媒体 见【架构专栏】2.7 多媒体2.8 系统工程 见【架构专栏】2.8 系统工程2.9 系统性能 见【架构专栏】2.9 系统性能第2章 计算机系统基础知识 3/3​​​本文讲解 2.9 系统性能章节。2.9 系统性能​2.9.1.性能指标性能指标是软、硬件的性能指标的集成。硬件包括计算机、各种通信交换设备、各类网络设备等软件包括 操作系统、协议以及应用程序等。1、计算机☆对计算机评价的主要性能指标有时钟频率主频运算速度运算精度内存的存储容量存储器的存取周期数据处理速率PDRprocessingdatarate吞吐率各种响应时间各种利用率RASIS特性即可靠性Reliability、可用性Availability、可维护性Sericeability、完整性和安全性Integraity and Security平均故障响应时间兼容性可扩充性性能价格比。2、路由器☆对路由器评价的主要性能指标有设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、背靠背帧数、路由表能力、背板能力、丢包率、时延、时延抖动、VPN支持能力、内部时钟精度、队列管理机制、端口硬件队列数、分类业务带宽保证、RSVP、IP Diff Serv、CAR支持、冗余、热插拔组件、路由器冗余协议、网管、基于Web的管理、网管类型、带外网管支持、网管粒度、计费能力/协议、分组语音支持方式、协议支持、语音压缩能力、端口密度、信令支持。3、交换机对交换机评价的主要性能指标有交换机类型、配置、支持的网络类型、最大ATM端口数、最大SONET端口数、最大FDDI端口数、背板吞吐量、缓冲区大小、最大MAC地址表大小、最大电源数、支持协议和标准、路由信息协议RIP、RIP2、开放式最短路径优先第2版、边界网关协议BGP、无类域间路由CIDR、互联网成组管理协议IGMP、距离矢量多播路由协议DVMRP、开放式最短路径优先多播路由协议MOSPF、协议无关的多播协议PIM、资源预留协议RSVP、802.1p优先级标记多队列、路由、支持第3层交换、支持多层4到7层交换、支持多协议路由、支持路由缓存、可支持最大路由表数、VLAN、最大VLAN数量、网管、支持网管类型、支持端口镜像、QoS、支持基于策略的第2层交换、每端口最大优先级队列数、支持基于策略的第3层交换、支持基于策略的应用级QoS、支持最小/最大带宽分配、冗余、热交换组件管理卡交换结构接口模块电源冷却系统、支持端口链路聚集协议、负载均衡。4、网络☆评价网络的性能指标有设备级性能指标网络级性能指标应用级性能指标用户级性能指标吞吐量。5、操作系统评价操作系统的性能指标有系统的可靠性、系统的吞吐率量、系统响应时间、系统资源利用率、可移植性。6、数据库管理系统☆衡量数据库管理系统的主要性能指标包括数据库本身和管理系统两部分有数据库的大小、数据库中表的数量、单个表的大小、表中允许的记录行数量、单个记录行的大小、表上所允许的索引数量、数据库所允许的索引数量、最大并发事务处理能力、负载均衡能力、最大连接数等等。7、WEB服务器评价Web服务器的主要性能指标有最大并发连接数、响应延迟、吞吐量。常见的Web服务器性能评测方法有基准性能测试、压力测试、可靠性测试。2.9.2.性能评价方法 ☆​性能评测的常用方法1时钟频率。一般来讲主频越高速度越快。 单位通常为GHz2指令执行速度。单位时间内处理器能执行的指令条数作为性能指标。单位是KIPS千条指令/秒MIPS百万条指令/秒3等效指令速度法。也叫吉普森混合法通过统计各类指令在典型程序中的占比对不同指令的执行速度做加权折算得到综合等效执行速度。如指令是否简单、复杂每秒多少条指令折算不适用于变化的指令。(4数据处理速率Processing Data RatePDR法。针对数据处理类场景设计的综合评测方法通过统计CPU执行定点、浮点、访存等各类典型数据操作的耗时加权计算得到系统整体的数据处理速率指标。采用计算PDR值的方法来衡量机器性能PDR值越大机器性能越好。PDR与每条指令和每个操作数的平均位数以及每条指令的平均运算速度有关。这四类方法都属于性能评测体系中的‌单一指标类基础评测方法‌各有侧重但都存在明显的片面性后续行业才逐步发展出基准程序法这类更全面的标准化综合评测体系来规避单一指标带来的性能误判问题。5基准程序法Benchmark。是计算机性能评价方法体系中‌最核心、应用最广泛的一类实测类方法‌。它是性能评价方法 标准化程度最高、最具行业公信力的核心分支。基准程序法Benchmark是计算机领域用于客观测量、对比不同硬件或软件系统综合性能的标准化测试方法核心是通过运行统一的代表性测试程序量化输出可横向对比的性能指标是行业内评估系统性能最通用的手段。基准程序法Benchmark把应用程序中用得最多、最频繁的那部分核心程序作为评价计算机性能的标准程序称为基准测试程序benchmark。大多数情况下为测试新系统的性能用户必须依靠评价程序来评价机器的性能。基准程序法是目前被用户一致承认的测试性能的较好方法有多种多样的基准程序包括1整数测试程序。同一厂家的机器采用相同的体系结构用相同的基准程序测试得到的MIPS值越大一般说明机器速度越快。2浮点测试程序。指标MFLOPS理论峰值浮点速度3SPEC基准程序SPEC Benchmark。重点面向处理器性能的基准程序集将被测计算机的执行时间标准化即将被测计算机的执行时间除以一个参考处理器的执行时间。被测的和标准的参考比较主要是处理器性能。4TPC基准程序。行业主流商用基准。是事务处理性能委员会TPC由IBM、甲骨文、微软等厂商组成的非营利组织制定的商用性能测试标准是当前数据库、服务器领域最权威的性能评价体系。 TPC 基准程序 用于评测计算机在事务处理、数据库处理、企业管理与决策支持系统等方面的性能。核心版本现行有效版本包括 TPC-C是在线事务处理On-line Transaction ProcessingOLTP指标tpmC的基准程序、TPC-D是决策支持的基准程序、TPC-E是大型企业信息服务企业级信息系统事务测试指标tpsE的基准程序、TPC-DS大数据系统测试等。下面4种评价程序其评测的准确程度依次递减真实的程序、核心程序、小型基准程序、合成基准程序。‌核心程序‌从真实业务程序中抽取最耗时的关键代码段代码短但针对性极强典型代表是用于浮点运算测试的LINPACK、Livermore Loops专门用来评价处理器核心运算性能。‌小基准程序‌代码通常在100行以内用快速排序、求素数、迷宫问题等通用算法快速完成系统基础功能测试具备易编写、易验证结果的特点。‌合成基准程序‌通过统计大量真实应用的操作占比人工合成出符合真实业务操作比例的测试程序典型代表是整数测试程序Dhrystone、浮点测试程序Whetstone。系统监视性能评价体系中‌最基础、最核心的实测数据来源。进行系统监视的方法通常有3种方式一是通过系统本身提供的命令如 Linux 的psWindows的netstat等二是通过系统记录文件查阅系统在特定时间内的运行状态三是集成命令、文件记录和可视化技术如Windows的Perfmon应用程序。2.9.3.阿姆达尔解决方案 ☆阿姆达尔Amdahl定律主要用于 系统性能改进的计算中。阿姆达尔定律是指计算机系统中对某一部件采用某种更快的执行方式所获得的系统性能改变程度取决于这种方式被使用的频率或所占总执行时间的比例。阿姆达尔定律 定义了采用特定部件所取得的加速比。假定我们使用某种增强部件计算机的性能就会得到提高那么加速比就是下式所定义的比率将程序总执行时间归一化为1定义P程序中可并行执行部分的占比N并行使用的处理器核心数量最终系统的理论最大加速比为Speedup 1 / [(1-P) P/N]​有30%的部件改了70%的没有改变。 没有改变的70%的要加上比如加速比5倍则30%变成了6%总的加速比就可以计算。2.9.4.典型例题总结阿姆达尔定律主要用于评估什么答案系统的理论性能提升上限若程序90%部分可并行使用4个处理器的最大加速比是多少答案3.08当处理器数量趋近于无穷大时加速比的理论上限是多少答案增加更多处理器后性能没有明显提升最可能的原因是什么答案程序中可并行执行的比例很低相关系列文章欢迎点赞、收藏提供意见​​计算机系统基础知识 1分概述、计算机硬件、计算机软件操作系统 3分进程管理、存储管理、文件管理、设备管理数据库技术 3分数据库设计、关系代数、范式、事务并发、数据库安全、新技术嵌入式技术 3分嵌入式硬件、嵌入式操作系统、嵌入式软件开发计算机网络 3分超纲较多OSI七层模型、TCP/IP协议族、网络生命周期、IP地址其他计算机系统基础知识 1分计算机语言、多媒体、系统工程系统性能 1分性能指标、性能设计信息系统基础知识 3分信息系统生命周期、开发方法、五大典型系统信息安全技术基础 5分安全属性、信息安全技术、网络安全技术、安全协议软件工程 12分概述、需求工程、系统设计、运维、测试、基于构件面向对象技术 3分面向对象基础、分析设计、UML关系、图项目管理 1分进度管理、配置管理、质量管理、风险管理系统架构设计 20分架构概念、生命周期、ABSD、DSSA、架构风格、架构复用、质量属性、架构评估软件可靠性 2分可靠性建模、软件可靠性设计软件架构的演化和维护1分架构演化分类、评估、面向对象架构演化未来信息综合技术 3分信息物理系统、人工智能、边缘计算、机器人、数字李生、云计算数学与经济管理 2分最小生成树、最短路径、网络与最大流量、线性规划、决策论知识产权和标准化 2分知识产权属性、保护期限、产权人确定、侵权判定专业英语 5分完形填空大学英语3级难度自学架构专栏 知识点【架构专栏】架构考试介绍【架构专栏】架构知识点【架构专栏】第1章 绪论【架构专栏】第11章 未来信息综合技术【架构专栏】第2章 计算机基础知识【架构专栏】第12章 信息系统架构设计理论与实践【架构专栏】第3章 信息系统基础知识【架构专栏】第13章 层次式架构设计理论与实践【架构专栏】第4章 信息安全技术基础知识【架构专栏】第14章 云原生架构设计理论与实践【架构专栏】第5章 软件工程基础知识【架构专栏】第15章 面向服务架构设计理论与实践【架构专栏】第6章 数据库设计基础知识【架构专栏】第16章 嵌入式系统架构设计理论与实践【架构专栏】第7章 系统架构设计基础知识【架构专栏】第17章 通信系统架构设计理论与实践【架构专栏】第8章 系统质量属性与架构评估【架构专栏】第18章 安全架构设计理论与实践【架构专栏】第9章 软件可靠性基础知识【架构专栏】第19章 大数据架构设计理论与实践【架构专栏】第10章 软件架构的演化和维护希望有所帮助互相学习、共同进步欢迎点赞、收藏