1．8 计算机性能评价
如何在不同的计算机中挑选合适的产品，性能是极其重要的一个因素。能够比较不同的计算机之间的性能，对于购买者和设计者来说都很重要。但对于计算机的性能评价不是一件简单的事情，由于计算机系统的性能与软件、硬件都息息相关，现代软件系统的规模及其复杂性，加上硬件设计者采用了大量先进的性能改进方法，性能评价极为困难。本节主要向读者介绍一些计算机性能的基本因素和技术指标。
1．主频
CPU 的主频，即CPU 主脉冲信号的时钟频率（CPU Clock Speed）。通常人们所说的某某CPU 是多少兆赫兹的，而这个多少兆赫兹就是“CPU 的主频”。CPU 的工作节拍是由时钟所控制的，时钟不断产生固定频率的时钟脉冲，这个时钟的频率就是CPU 的主频。因此主频越高，CPU 的工作节拍就越快。通常的单位是MHz，但现在CPU 的速度发展很快，一般是GHz，比如酷睿i5的主频是2．8 GHz，酷睿i7的主频是4 GHz。
2．CPU 执行时间
从用户的角度关注CPU 的性能，更多的是看一个程序CPU 执行的时间，但CPU 时间与时钟周期数及时钟周期时间相关。
时钟周期：时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟频率的倒数。时钟周期是计算机中最基本的、最小的时间单位。计算机执行一条指令的过程被分解为若干基本动作，在一个时钟周期内，CPU 仅完成一个最基本的动作。时钟周期是一个时间的量。
时钟周期数（CPI）：表示指令所需要的时钟周期数。由于不同的指令功能不同，所以所需要的时钟周期数也会不同。
下面用一个简单的公式说明CPU 执行时间的计算方法：
一个程序的CPU 执行时间＝一个程序的CPU 时钟周期数×时钟周期时间
由于时钟频率与时钟周期时间互为倒数，故：
一个程序的CPU 执行时间＝一个程序的CPU 时钟周期数/时钟频率
由此可见，提高时钟频率是能改进性能的。
【例1．2】 假设有相同指令集的两种不同的实现方式。计算机A 的时钟周期为150 ps（ps是指皮秒，1 ps＝10-12 s），对某程序的时钟周期数为1．5，计算机B的时钟周期为500 ps，对同样程序的时钟周期数为1．1。对于该程序，请问哪台计算机执行速度更快？ 为什么？
答案：由于固定的程序，每台计算机执行的总指令数是相同的，用I来表示。于是，每台计算机的CPU 时钟周期数：
A 的CPU 时钟周期数＝I×1．5
B的CPU 时钟周期数＝I×1．1
现在可以计算每台计算机的CPU 时间：
A 需要的CPU 时间＝CPU 时钟周期数A×时钟周期时间
＝I×1．5×150 ps＝225I ps
B需要的CPU 时间＝I×1．1×500 ps＝550I ps
因此，计算机A 更快，计算机A 的速度是计算机B的2．4倍左右。
3．运算速度
运算速度是指每秒所能执行的指令条数，单位为MIPS（百万条指令每秒），这是衡量CPU 速度的一个指标。计算机运算速度的计算方法有很多种，如吉布森混合法、峰值速度评估法、典型程序评估法和模型分析和模拟法。
吉布森混合法是早期估算MIPS的方法，也称等效指令速度法。通过统计各类指令在程序中所占比例进行折算。设某类指令i在程序中所占比例为W i，执行时间为T i，则等效指令的执行时间为：T＝W 1∗T 1＋W 2∗T 2＋…＋W n∗T n（n为指令类别数）。
MIPS虽然反映了计算机的运算速度，但用MIPS对不同机器进行性能评价是不准确的。因为不同机器的指令集不同，而且指令的功能也不同，即在机器M1上某一条指令的功能，在机器M2上要用多条指令来完成。
4．字长
一般来说，计算机在同一时间内处理的一组二进制数的位数就是“字长”。字长与计算机的功能和用途有很大的关系，是计算机的一个重要技术指标。字长直接反映了一台计算机的运算精度。位数越多，精度越高。通常称处理字长为8位数据的CPU 称为8位CPU，32位CPU 就是在同一时间内处理字长为32位的二进制数据。
5．主存容量
主存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU 进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。主存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU 中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU 就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后，CPU 再将结果传送出来，主存的运行也决定了计算机的稳定运行。
主存容量同硬盘、软盘等存储器容量单位都是相同的，它们的基本单位都是字节（B），例如主存容量为8GB，代表计算机主存的容量为8×1024×1024×1024个字节。并且：
1024 B＝1 KB＝1024字节
1024 KB＝1 MB＝1024×1024字节
1024 GB＝1 TB＝1024×1024×1024字节
1024 TB＝1 PB＝1024×1024×1024×1024字节
总之，上述任何一项技术指标都不能完全代表整个计算机的实际性能。计算机功能的强弱或性能的好坏，不是由某项指标决定的，而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的。