A számítógép teljesítménye

A számítógép teljesítményének mérőszámai (mérendő dolgok) közé tartozik a rendelkezésre állás, a válaszidő, a csatornakapacitás, a késleltetés, a befejezési idő, a szervizidő, a sávszélesség, az átviteli sebesség, a relatív hatékonyság, a skálázhatóság, a wattonkénti teljesítmény, a tömörítési arány, az utasítási útvonal hossza és a gyorsulás. CPU benchmarkok állnak rendelkezésre.

AvailabilityEdit

A rendszer elérhetőségét általában a megbízhatóságának tényezőjeként mérik – ahogy nő a megbízhatóság, úgy nő a rendelkezésre állás (azaz kevesebb az állásidő). Egy rendszer rendelkezésre állását növelheti az a stratégia is, amely a tesztelhetőség és karbantarthatóság növelésére összpontosít, nem pedig a megbízhatóságra. A karbantarthatóság javítása általában könnyebb, mint a megbízhatóságé. A karbantarthatósági becslések (javítási arányok) általában pontosabbak is. Mivel azonban a megbízhatósági becslések bizonytalanságai a legtöbb esetben nagyon nagyok, valószínű, hogy ez dominál a rendelkezésre állás (előrejelzési bizonytalanság) problémájával szemben, még akkor is, ha a karbantarthatósági szintek nagyon magasak.

VálaszidőSzerkesztés

A válaszidő az a teljes időtartam, amely alatt egy szolgáltatási kérelemre történő válaszadás történik. A számítástechnikában ez a szolgáltatás lehet bármilyen munkaegység, egy egyszerű lemez IO-tól egy összetett weboldal betöltéséig. A válaszidő három szám összege:

• Kiszolgálási idő – Mennyi időbe telik a kért munka elvégzése.
• Várakozási idő – Mennyi ideig kell a kérésnek várnia az előtte sorban álló kérésekre, mielőtt lefuthat.
• Továbbítási idő – Mennyi időbe telik a kérés eljuttatása a munkát végző számítógéphez és a válasz visszajuttatása a kérőhöz.

Feldolgozási sebességSzerkesztés

A legtöbb fogyasztó azért választ egy számítógép-architektúrát (általában az Intel IA32 architektúrát), hogy képes legyen futtatni egy nagyszámú, már meglévő, előre lefordított szoftvert. Mivel viszonylag tájékozatlanok a számítógépes benchmarkok terén, néhányan a működési frekvencia alapján választanak egy adott CPU-t (lásd megahertz-mítosz).

A párhuzamos számítógépeket építő rendszertervezők egy része az egy dollárra jutó sebesség alapján választ CPU-t.

CsatornakapacitásSzerkesztés

A csatornakapacitás a kommunikációs csatornán megbízhatóan továbbítható információ sebességének legszűkebb felső határa. A zajos-csatornás kódolási tétel szerint egy adott csatorna csatornakapacitása az a határinformációs ráta (egységnyi időre jutó információegységben), amely tetszőlegesen kis hibavalószínűséggel elérhető.

A Claude E. Shannon által a második világháború alatt kidolgozott információelmélet definiálja a csatornakapacitás fogalmát, és matematikai modellt ad, amellyel kiszámítható. A legfontosabb eredmény kimondja, hogy a csatorna kapacitását a fenti definíció szerint a csatorna bemenete és kimenete közötti kölcsönös információ maximuma adja, ahol a maximalizálás a bemeneti eloszlás tekintetében történik.

LatencyEdit

A késleltetés a megfigyelt rendszerben bekövetkező valamilyen fizikai változás oka és hatása közötti időbeli késleltetés. A késleltetés annak a korlátozott sebességnek az eredménye, amellyel bármely fizikai kölcsönhatás végbemehet. Ez a sebesség mindig kisebb vagy egyenlő a fénysebességgel. Ezért minden olyan fizikai rendszer, amelynek térbeli dimenziói eltérnek a nullától, valamilyen késleltetést tapasztal.

A késleltetés pontos meghatározása a megfigyelt rendszertől és az ingerlés jellegétől függ. A kommunikációban a késleltetés alsó határát a kommunikációhoz használt közeg határozza meg. A megbízható kétirányú kommunikációs rendszerekben a késleltetés korlátozza az információ továbbításának maximális sebességét, mivel gyakran korlátozza az egy adott pillanatban “úton lévő” információ mennyiségét. Az ember-gép interakció területén az érzékelhető késleltetés (késleltetés a felhasználó által adott parancs és a számítógép által adott eredmény között) nagy hatással van a felhasználó elégedettségére és használhatóságára.

A számítógépek folyamatnak nevezett utasítássorozatokat futtatnak. Az operációs rendszerekben a folyamat végrehajtása elhalasztható, ha más folyamatok is futnak. Ezenkívül az operációs rendszer ütemezheti, hogy mikor kell végrehajtani azt a műveletet, amelyet a folyamat utasít. Tegyük fel például, hogy egy folyamat azt parancsolja, hogy egy számítógépkártya feszültségkimenete 1000 Hz-es frekvenciával legyen magasra-alacsonyra-magasra-alacsonyra és így tovább. Az operációs rendszer dönthet úgy, hogy az egyes átmenetek (magas-alacsony vagy alacsony-magas) ütemezését egy belső óra alapján állítja be. A késleltetés az átmenetet parancsoló folyamatutasítás és a feszültség magasról alacsonyra vagy alacsonyról magasra történő tényleges hardveres átváltása közötti késleltetés.

A valós idejű számítástechnikai rendszereket építő rendszertervezők a legrosszabb esetben is garantálni akarják a választ. Ez könnyebben megvalósítható, ha a CPU alacsony megszakítási késleltetéssel és determinisztikus reakcióval rendelkezik.

SávszélességSzerkesztés

A számítógépes hálózatokban a sávszélesség a rendelkezésre álló vagy felhasznált adatkommunikációs erőforrások bitrátájának mérése, másodpercenként bitben vagy annak többszörösében (bit/s, kbit/s, Mbit/s, Gbit/s stb.) kifejezve.

A sávszélesség néha a nettó bitráta (más néven csúcsbitráta, információs ráta vagy fizikai réteg hasznos bitrátája), a csatornakapacitás vagy egy digitális kommunikációs rendszerben egy logikai vagy fizikai kommunikációs útvonal maximális átviteli teljesítménye. A sávszélesség-vizsgálatok például egy számítógépes hálózat maximális átviteli teljesítményét mérik. Ennek a használatnak az az oka, hogy Hartley törvénye szerint egy fizikai kommunikációs kapcsolat maximális adatátviteli sebessége arányos a sávszélességével hertzben kifejezve, amit néha frekvenciasávszélességnek, spektrális sávszélességnek, RF-sávszélességnek, jelsávszélességnek vagy analóg sávszélességnek is neveznek.

ÁteresztőképességSzerkesztés

Általánosságban az átviteli teljesítmény az előállítási sebesség vagy az a sebesség, amellyel valami feldolgozható.

A kommunikációs hálózatokban az átviteli teljesítmény lényegében a digitális sávszélesség-fogyasztás szinonimája. A vezeték nélküli hálózatokban vagy cellás kommunikációs hálózatokban a rendszer spektrális hatékonysága bit/s/Hz/terület egységben, bit/s/Hz/hely vagy bit/s/Hz/cella, a rendszer maximális átviteli teljesítménye (összesített átviteli teljesítmény) osztva az analóg sávszélességgel és a rendszer lefedettségi területének valamilyen mértékével.

Az integrált áramkörökben az adatáramlási diagramban gyakran egy blokk egyetlen bemenettel és egyetlen kimenettel rendelkezik, és diszkrét információcsomagokkal dolgozik. Ilyen blokkok például az FFT-modulok vagy a bináris szorzók. Mivel az áteresztőképesség mértékegysége a terjedési késleltetés mértékegységének reciproka, azaz “másodperc/üzenet” vagy “másodperc/kimenet”, az áteresztőképesség arra használható, hogy egy dedikált funkciót végző számítási eszközt, például egy ASIC-t vagy beágyazott processzort egy kommunikációs csatornához kapcsoljon, ami egyszerűsíti a rendszerelemzést.

Relatív hatékonyságSzerkesztés

SkálázhatóságSzerkesztés

A skálázhatóság egy rendszer, hálózat vagy folyamat azon képessége, hogy növekvő munkamennyiséget képes megfelelően kezelni, illetve a növekedéshez szükséges bővíthetősége

TeljesítményfogyasztásSzerkesztés

A számítógép által felhasznált villamos energia mennyisége. Ez különösen a korlátozott áramforrásokkal, például napenergiával, akkumulátorokkal, emberi erővel működő rendszerek esetében válik fontossá.

Teljesítmény wattonkéntSzerkesztés

A párhuzamos számítógépeket, például a Google hardverét építő rendszertervezők a CPU-kat az egy watt teljesítményre jutó sebességük alapján választják ki, mivel a CPU áramellátásának költsége meghaladja magának a CPU-nak a költségét.

Tömörítési aránySzerkesztés

A tömörítés azért hasznos, mert segít csökkenteni az erőforrás-felhasználást, például az adattárolási helyet vagy az átviteli kapacitást. Mivel a tömörített adatokat a felhasználáshoz vissza kell tömöríteni, ez a többletfeldolgozás a dekompresszió révén számítási vagy egyéb költségeket okoz; ez a helyzet messze nem egy ingyen ebéd. Az adattömörítés a tér-idő komplexitás kompromisszumának tárgya.

Méret és súlySzerkesztés

Ez a mobil rendszerek fontos teljesítményjellemzője, a zsebünkben tartott okostelefonoktól kezdve az űrhajók hordozható beágyazott rendszereiig.

Környezeti hatásSzerkesztés

A számítógép vagy számítógépek környezetre gyakorolt hatása a gyártás és újrahasznosítás, valamint a használat során. A mérések célja a hulladékcsökkentés, a veszélyes anyagok csökkentése és a számítógép ökológiai lábnyomának minimalizálása.

TranzisztorszámSzerkesztés

A tranzisztorszám az integrált áramkörben (IC) található tranzisztorok száma. A tranzisztorszám az IC összetettségének legáltalánosabb mérőszáma.