Надежность, производительность, быстродействие и его показатели

Надежность. Отказы компьютера могут оказать критическое влияние на работу информационно-справочной системы или си­стемы управления.

Современные технологии не позволяют полностью избавиться от отказов в аппаратуре и ошибок в программах даже при значи­тельных затратах, но ряд мер технического и организационного характера способны снизить их интенсивность.

Надежность — это свойство компьютера сохранять, свою рабо­тоспособность, т.е. выполнять возложенные на него функции. Однако в работе компьютера возможны ошибки, которые подразделяют на систематические, возникающие в результате отказов, и случайные, возникающие в результате сбоев. Отказ – это утрата возможности выполнения требуемой функции, а сбой – кратковременное нарушение правильной работы аппаратуры. Надежность принято характеризовать, вероятностью безотказной работы.

Производительность. Способность машины выполнять некоторый объем работы по обработке данных за единицу времени называют производительностью. На нее оказывает влияние множество факторов: характер выполняемых задач, архитектура и параметры процессора, характеристики основной и внешней памяти, наличие дополнительных устройств обработки быстродействие соединительных шин, способ подключения различных устройств и т.п.

Для оценки производительности часто используют понятие времени прохождения задачи (времени ответа, времени выполнения) интервал от момента поступления задачи на выполнение до момента представления результатов ее решения пользователю. Это время включает в себя работу ЦП, обращения к оперативной памяти и дискам, операции ввода-вывода. Время прохождения задачи не будет постоянным. Обычно про­изводительность компьютера в целом характеризуется средним вре­менем прохождения задачи.

Быстродействие и его показатели. Способность компьютера вы­полнять определенное число операций за единицу времени назы­вают быстродействием. В большинстве случаев его можно опреде­лить по тактовой частоте генератора, которая стала важнейшей характеристикой быстродействия. При этом оценивается быстро­действие только процессора. Время выполнения программы в ЦП зависит от трех параметров: длительности такта синхронизации (или тактовой частоты), числа тактов синхронизации, необходи­мого для выполнения каждой команды, и общего числа команд в программе. Для оценки быстродействия персональных компьюте­ров особенно часто используют частоту. Сегодня она достигает 3,5 ГГц и выше, а фирмы изготовители, напримерIntel или AMD, продолжают ее наращивать.

Кроме того, быстродействие можно оценить по следующим показателям:

 длительность выполнения операций определенного типа; это так называемое пиковое быстродей­ствие процессора;

 средняя длительность выполнения операции из некоторого стан­дартного набора операций, называемого смесью; это номиналь­ное быстродействие;

 средняя длительность выполнения представительной задачи; при этом если в затратах времени учитывается только время обработ­ки, то такую задачу принято называть ядром, а если учитывается и время на ввод-вывод, то эталонной задачей, или бенчмарком. Время на организацию вычислительного процесса не учитывается. Это системная производительность.

Быстродействие компьютера, имеющего традиционную архи­тектуру и призванного решать, задачи с большим числом логиче­ских операций, принято оценивать, числом MIPS (миллион инст­рукций в секунду). Для более «быстрого» компьютера характерно более высокое значение этого показателя.

Также быстродействие оценивают в миллионах операций с ПТ в секунду MFLOPS. Считают, что одна и та же программа, на­писанная для различных компьютеров, выполняет разное число команд, однако число операций над числами с ПТ и этих про­граммах одинаково. Поэтому MFLOPS может служить для сравне­ния разных компьютеров между собой при выполнении одной и той же программы.

В настоящее время разработано два набора тестов, предназначенных для измерения производительности процессора, системы памяти, а также эффективности формирования программы компилятором. Этими тестами служат наборы SPECintXX и SPECfpXX. где символами XX обозначен год разработки теста. Программы написаны на языке Си. Тест определяет производительность процессора при работе с целыми числами. Тест SPECfpXX служит для оценки производи­тельности при наличии операций с ПТ.

Компьютер принято характеризовать следующими технико-эксплуатационными параметрами:

– быстродействие или производительность;

– надежность;

– разрядность обрабатываемых слов и шин интерфейсов;

– емкость оперативной памяти;

– емкость накопителя на жестком магнитном диске (НЖМД);

– емкость кэш-памяти;

– стоимость;

– размеры и масса.

Однако этих параметров может быть недостаточно, чтобы уз­нать все возможности компьютера. Если компьютер предполагает­ся использовать в сети, то нужно знать о наличии и типе сетевых средств, типе установленной ОС. Для персонального компьютера важным является тип монитора и видеоадаптера.