系统架构设计师 - 系统配置与性能评价

系统配置与性能评价

系统配置与性能评价（0 - 2分）
- 性能指标 ★ ★
- - 硬件
  - 软件
  - 性能调整
- 阿姆达尔解决方案 ★
- 性能评价方法 ★ ★ ★

大家好呀！我是小笙，本章我主要分享系统架构设计师 - 系统配置与性能评价知识，希望内容对你有所帮助！！

系统配置与性能评价（0 - 2分）

性能指标 ★ ★

硬件

计算机

时钟频率（主频）；运算速度与精度；内存的存储容量；存储器的存取周期；数据处理速率PDR；吞吐率；各种响应时间；各种利用率；RASIS特性；平均故障响应时间；兼容性；可扩充性；性能价格比
路由器

设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、丢包率、时延、时延抖动、VPN支持能力、端口硬件队列数、基于Web的管理、网管类型等
交换机

交换机类型、配置、支持的网络类型、最大ATM端口数、支持协议和标准等
网络

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

软件

操作系统

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
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
WEB服务器

最大并发连接数、响应延迟、吞吐量

性能调整

当系统性能降到最基本的水平时，性能调整由查找和消除瓶颈组成

对于数据库系统，性能调整主要包括CPU/内存使用状况、优化数据库设计、优化数据库管理以及进程/线程状态、硬盘剩余空间、日志文件大小等
对于应用系统，性能调整主要包括应用系统的可用性、响应时间、并发用户数以及特定应用的系统资源占用等

例题

1、为了优化系统的性能，有时需要对系统进行调整。对于不同的系统，其调整参数也不尽相同。例如，对于数据库系统，主要包括CPU、内存使用状况、查询语句性能、进程/线程使用状态、日志文件大小等。对于应用系统，主要包括应用系统的可用性、响应时间、并发用户数、特定应用资源占用等

A 数据丢包率 B 端口吞吐量 C 数据处理速率 D 查询语句性能
A 并发用户数 B 支持协议和标准 C 最大连接数 D 时延抖动

阿姆达尔解决方案 ★

概述

对系统中某组件采用某种更快的执行方式，所获得的系统性能的改变程度，取决于该组件被使用的频率，或所占总执行时间的比例

加速比计算公式：R = Tp / Ti = 1 / (1-Fe) + Fe / Se

其中，Tp表示不使用改进组件时完成整个任务的时间，Ti表示使用改进组件时完成整个任务的时间

加速比主要取决于两个因素：

在原有的系统上，能被改进的部分在总执行时间中所占的比例。这个值称为改进比例，记为Fe，它总是小于1
通过改进的执行方式所取得的性能提高，即如果整个系统使用了改进的执行方式，那么，系统的执行速度会有多少提高，这个值等于在原来的条件下系统的执行时间与使用改进组件后系统的执行时间之比，记为Se,它总大于1

例题

1、阿姆达尔(Amdahl)定律量化定义了通过改进系统中某个组件的性能，使系统整体性能提高的程度。假设某一功能的处理时间为整个系统运行时间的60%，若使该功能的处理速度提高至原来的5倍，则根据阿姆达尔定律，整个系统的处理速度可提高至原来的 1.923 倍

1.333
1.923
1.5
1.829

图示如下，按公式 R = 1 / （1 - 0.6）+ 0.6 / 5 约等于 1.923（Fe：60% ；Se：5）

性能评价方法 ★ ★ ★

时钟频率法：以时钟频率高低衡量速度
指令执行速度法：表示机器运算速度的单位是 MIPS
等效指令速度法：通过各类指令在程序中所占的比例（Wi）阴进行计算得到的。特点：考虑指令比例不同的问题
数据处理速率法：PDR值的方法来衡量机器性能，PDR值越大，机器性能越好 PDR = L / R 。特点：考虑CPU+存储
综合理论性能法(CTP)：CTP用MTOPS(每秒百万次理论运算)表示。CTP的估算方法是，首先算出处理部件每个计算单元的有效计算率，再按不同字长加以调整，得出该计算单元的理论性能，所有组成该处理部件的计算单元的理论性能之和即为CTP
基准程序法（重点）：把应用程序中用得最多、最频繁的那部分核心程序作为评估计算机系统性能的标准程序，称为基准测试程序(benchmark)。基准程序法是目前一致承认的测试系统性能的较好方法

测试精确度排名：真实的程序 > 核心程序 > 小型基准程序 > 合成基准程序

TPC基准程序：IPC(Transaction Processing Council,事务处理委员会) 基准程序用以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。该基准程序的评测结果用每秒完成的事务处理数TPC来表示
- TPC-A 基谁程序规范用于评价在OLTP环境下的数据库和硬件的性能
- TPC-B 测试的是不包括网络的纯事务处理量，用于模拟企业计算环境
- TPC-C 测试的是联机订货系统
- TPC-D TPCH和TPCR测试的都是决策支持系统，其中TPC-R允许有附加的优化选项
- TPC-E 测试的是大型企业信息服务系统
- TPC-W 是基于Web应用的基准程序，用来测试一些通过Internet进行市场服务和销售的商业行为，所以TPCW可以看作是一个服务器的测试标准