信息系统性能评价 系统性能评价

系统性能包括硬件性能和软件性能。

系统性能评价就是采用测量、模拟、分析等方法和工具，研究计算机系统的生产率、利用率、响应特性等系统性能。一般情况，性能代表系统的使用价值。

性能评价技术就是将看不见摸不着的性能转换为人们能够数量化和可以进行度量和评比的客观指标，以及从系统本身或从系统模型获取有关性能信息的方法。

前者即测量技术，后者包括模拟技术和分析技术。

性价比：性价比是商品的性能值与价格之比，是反映物品的可买程度的一种量化的计量方式。性价比全称是性能价格比，是一个性能与价格之间的比例关系，具体公式：性价比=性能/价格。

性能评价通常是与成本分析结合在一起，以获得性价比高的数据，然后可以指导新型计算机系统（如分布计算机系统）的设计和改进，以及指导计算机应用系统的设计和改进，包括选择计算机类型、型号和确定系统配置等。

性能的分类

一般来说，计算机系统性能有如下几种：

1、处理能力：一般包含计算速度、吞吐率、响应时间/平均响应时间。其中计算速度有峰值速度、持续可用速度、定点或浮点运算速度，计算速度是用来评价计算机尤其是高性能计算机的主要考量，如我们选购计算机时关注的CPU的主频，严格来说，CPU的主频与CPU实际的运算能力并没有直接关系，因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标（缓存、指令集，CPU的位数等等），虽然CPU的主频不代表CPU的速度，但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的；吞吐率是单位时间内计算机系统完成的任务数，吞吐率越高，计算机系统的处理能力就越强；响应时间/平均响应时间是从计算机系统得到输入到给出输出结果之间的时间，不过一般响应时间还和使用的软件有关。

2、可靠性：计算机系统正常工作的能力。它要求计算机系统首先是可靠的，或者一旦计算机系统发生故障，它应该具有容错的能力，再或者系统出错后能迅速恢复。通俗的讲，即计算机系统最好不要出错，或者少出错，或者出错后能够及时恢复工作状态。由于计算机系统由硬件和软件组成，它们对整个系统的可靠性影响呈现完全不同的特性：硬件和一般人工产品的机件一样，时间一长就要出毛病。软件则相反，时间越长越可靠。因为潜藏的错误（Bug）陆续被发现并解决，它又没有磨损、氧化、松动等问题。所以，系统的可靠性是指分别研究硬件的可靠性和软件的可靠性。

3、利用率：即在一段时间内被使用的时间（次数）占总时间（总使用次数）的百分比，有硬件利用率、软件利用率、指令利用率等。提高计算机硬件性能利用率多半是对服务器而言，比如很多不同目的的服务器，大部分时间只使用了20%左右的硬件资源，剩余的都是闲置的。目前服务器和云服务商一般采用虚拟化技术提高计算机利用率。

4、易用性：这是用户选购计算机系统时会考虑的重要指标，通常是对软件系统来说的，比如Windows和Unix的区别，一般用户肯定倾向于使用Windows系统，只有专业人士或者要求安全性高的用户会使用Unix系统。

5、功耗及对环境的要求：对于特殊环境下使用的计算机系统尤其重要，如军用、航天计算机、水下计算机等。计算机系统设计人员也需要考虑对环境的因素，如电压是否稳定等。

性能指标

性能指标既包括软件，也包括硬件。在硬件中，既包括计算机，也包括各种通信交换设备，以及其他网络硬件；在软件中，既包括操作系统和各种通信协议，也包括各种参与到通信中的应用程序，如数据库系统、Web 服务器等。

计算机性能指标

对计算机评价的主要性能指标如下：

1．时钟频率（主频）

主频是计算机的主要性能指标之一，在很大程度上决定了计算机的运算速度。CPU 的工作节拍是由主时钟来控制的，主时钟不断产生固定频率的时钟脉冲，这个主时钟的频率即是 CPU 的主频。主频越高，意味着 CPU 的工作节拍就越快，运算速度也就越快。

2．高速缓存

高速缓存可以提高 CPU 的运行效率。目前一般采用三级高速缓存技术。高速缓冲存储器均由静态 RAM（Random Access Memory，随机存取存储器）组成，结构较复杂，在 CPU 管芯面积不能太大的情况下，L1 级高速缓存的容量不可能做得太大。采用回写（WriteBack）结构的高速缓存。它对读和写操作均有可提供缓存。而采用写通（Write-through）结构的高速缓存，仅对读操作有效。L2 及 L3 高速缓存容量也会影响 CPU 的性能，原则是越大越好。

3．运算速度

运算速度是计算机工作能力和生产效率的主要表征，它取决于给定时间内 CPU 所能处理的数据量和 CPU 的主频。其单位一般用 MIPS（百万条指令/秒）和 MFLOPS（百万次浮点运算/秒）。MIPS 用于描述计算机的定点运算能力；MFLOPS 则用来表示计算机的浮点运算能力。

4．运算精度

即计算机处理信息时能直接处理的二进制数据的位数，位数越多，精度就越高。

5．内存的存储容量

内存用来存储数据和程序，直接与 CPU 进行信息交换。内存的容量越大，可存储的数据和程序就越多，从而减少与磁盘信息交换的次数，使运行效率得到提高。

6．存储器的存取周期

内存完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间。而连续两次读（或写）所需的最短时间称为存储周期。存储周期越短，表示从内存存取信息的时间越短，系统的性能也就越好。

7．数据处理速率

数据处理速率主要用来度量 CPU 和主存储器的速度，它没有涉及高速缓存和多功能等。8．响应时间

某一事件从发生到结束的这段时间。其含义将根据应用的不同而变化。响应时间既可以是原子的，也可以是由几个响应时间复合而成的。

9．RASIS 特性

RASIS 特性是可靠性（Reliability）、可用性（Availability）、可维护性（Serviceability）、完整性（Integraity）和安全性（Security）五者的统称。可靠性是指计算机系统在规定的工作条件下和规定的工作时间内持续正确运行的概率。可靠性一般是用平均无故障时间（Mean Time To Failure，MTTF）或平均故障间隔时间（Mean Time Between Failure，MTBF）来衡量。

可维护性是指系统发生故障后能尽快修复的能力，一般用平均故障修复时间（Mean Time To Repair，MTTR）来表示。取决于维护人员的技术水平和对系统的熟悉程度，同时和系统的可维护性也密切相关。

10．平均故障响应时间

平均故障响应时间（TAT）即从出现故障到该故障得到确认修复前的这段时间。该指标反应的是服务水平。平均故障响应时间越短，对用户系统的影响越小。

11．兼容性

兼容性是指一个系统的硬件或软件与另一个系统或多种操作系统的硬件或软件的兼容能力，是指系统间某些方面具有的并存性，即两个系统之间存在一定程度的通用性。兼容是一个广泛的概念，它包括数据和文件的兼容、程序和语言级的兼容、系统程序的兼容、设备的兼容以及向上兼容和向后兼容等。

除了上述性能指标之外，还有其他性能指标，例如综合性能指标如吞吐率、利用率；定性指标如保密性、可扩充性；功能特性指标如文字处理能力、联机事务处理能力、I/O 总线特性、网络特性等。

网络性能指标

网络是一个是由多种设备组成的集合体。其性能指标也名目繁多。一般可以将这些性能指标分为以下几类：

（1）设备级性能指标。网络设备提供的通信量的特征，是确定网络性能的一个重要因素。计算机网络设备（主要指路由器）的标准性能指标主要包括吞吐量（信道的最大吞吐量为“信道容量”）、延迟、丢包率和转发速度等。

（2）网络级性能指标。可达性、网络系统的吞吐量、传输速率、信道利用率、信道容量、带宽利用率、丢包率、平均传输延迟、平均延迟抖动、延迟/吞吐量的关系、延迟抖动/ 吞吐量的关系、丢包率/吞吐量的关系等。

（3）应用级性能指标。QOS、网络对语言应用的支持程度、网络对视频应用的支持程度、延迟/服务质量的关系、丢包率/服务质量的关系、延迟抖动/服务质量的关系等。

（4）用户级性能指标。计算机网络是一种长周期运行的系统。可靠性和可用性是长周期运行系统非常重要的服务性能，是决定系统是否有实际使用价值的重要参数。

（5）吞吐量。在没有帧丢失的情况下，设备能够接受的最大速率。网络吞吐量可以帮助寻找网络路径中的瓶颈。

操作系统性能指标

现代操作系统的基本功能是管理计算机系统的硬件、软件资源，这些管理工作分为处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理、作业管理和通信事务管理。

操作系统的性能与计算机系统工作的优劣有着密切的联系。评价操作系统的性能指标一般有：

（1）系统的可靠性。

（2）系统的吞吐量，是指系统在单位时间内所处理的信息量，以每小时或每天所处理的各类作业的数量来度量。

（3）系统响应时间，是指用户从提交作业到得到计算结果这段时间，又称周转时间；

（4）系统资源利用率，指系统中各个部件、各种设备的使用程度。它用在给定时间内，某一设备实际使用时间所占的比例来度量。

（5）可移植性。

数据库管理系统性能指标

数据库为了保证存储在其中的数据的安全和一致，必须有一组软件来完成相应的管理任务，这组软件就是 DBMS。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。

数据库和数据库管理系统的性能指标包括数据库的大小、单个数据库文件的大小、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。

Web服务器性能指标

Web 服务器也称为 WWW 服务器，主要功能是提供网上信息浏览服务。

Web 服务器的主要性能指标包括最大并发连接数、响应延迟、吞吐量（每秒处理的请求数）、成功请求数、失败请求数、每秒点击次数、每秒成功点击次数、每秒失败点击次数、尝试连接数、用户连接数等。

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