Medidas de rendimiento en los computadores

ESTRUCTURA Y TECNOLOGÍA DE COMPUTADORES
Medidas de rendimiento en los computadores

Programa
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Introducción. Definición de rendimiento. Medidas para evaluar el rendimiento. Programas para evaluar el rendimiento. Comparación y resumen del rendimiento. Ley de Amdahl. Otras medidas para evaluar el rendimiento. Comentarios finales.

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Bibliografía
D.A. PATTERSON,J.L HENNESSY. Estructura y diseño de computadores. Reverté, 2000. P. DE MIGUEL. Fundamentos de los computadores. 7ª edición, Paraninfo, 1999. W. STALLINGS. Organización y Arquitectura de Computadores. 5ª edición, Prentice-Hall, 2000.

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Medidas de rendimiento en los computadores

1. Introducción
Cuando vamos a adquirir un computador, es interesante que conozcamos el rendimiento que nos vaa ofrecer. A la hora de diseñar un computador, es interesante contar con herramientas que nos permitan evaluar sus prestaciones con objeto de ponderar la relación coste / rendimiento del mismo. Vamos a estudiar algunas formas de caracterizar el rendimiento de un computador.

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2. Definición de rendimiento
El concepto de rendimiento se puedepercibir desde diferentes puntos de vista: • Tiempo de respuesta: velocidad (tiempo) de ejecución. • Productividad: Número de tareas completadas en la unidad de tiempo. Consideraremos el rendimiento desde la perspectiva del tiempo de ejecución:
Rendimient o X = 1 Tiempo de ejecución X

La máquina X es n veces más rápida que la máquina Y si:
Rendimient o X =n Rendimient o Y

El tiempo deejecución y el rendimiento son recíprocos: aumentar el rendimiento implica disminuir el tiempo de ejecución. Hablaremos de mejorar el rendimiento.
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3. Medidas para evaluar el rendimiento
Tiempo de reloj, tiempo de respuesta o tiempo transcurrido:
• Tiempo desde que se lanza una tarea hasta que se completa. • Incluye el tiempo de espera de entrada /salida, el tiempo consumido por otros procesos activos en el sistema, etc.

Tiempo de ejecución de UCP o tiempo de ejecución:
• Tiempo consumido por la UCP en ejecutar el programa. • No incluye el tiempo de espera de entrada / salida, el tiempo consumido por otros procesos activos en el sistema, etc. • Tiempo de ejecución de UCP = Tiempo de ejecución de UCP de usuario + tiempo de ejecución de UCPdel sistema.

Rendimiento de un sistema:
• Tiempo transcurrido en un sistema sin carga.

Rendimiento de UCP:
• Recíproco del tiempo de ejecución.

Tiempo de ejecución: a veces se mide en ciclos de reloj.
• Frecuencia de reloj: inversa del ciclo de reloj.
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Medidas para evaluar el rendimiento
Tiempo de ejecución de UCP para un programa:Tiempo UCP = Ciclos UCP × Tiempo de ciclo =
CPI: ciclos de reloj por instrucción

Ciclos UCP Frecuencia de ciclo

CPI medio: media de ciclos de reloj por instrucción

CPImedio = CPI =

∑ (CPI × C )
i=1 i i

n

Número instrucciones

Entonces: Ciclos UCP = Número de instrucciones × Media de ciclos por instrucción
Ciclos UCP = ∑ (CPIi × C i )
i=1 n

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Medidas para evaluar el rendimiento
Se deduce que: Tiempo UCP = Número instrucciones × CPI × Tiempo de ciclo ⇒ Número de instrucciones × CPI Tiempo UCP = Frecuencia de ciclo Y por tanto:
Tiempo UCP = ∑ (CPIi × C i ) × Tiempo de ciclo ⇒
i=1 n

Tiempo UCP =

∑ (CPI × C )
i=1 i i

n

Frecuencia de ciclo

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4.Programas para evaluar el rendimiento
Carga de trabajo de un sistema: conjunto de programas ejecutados en el mismo a lo largo del día.
• Para comprobar el rendimiento de un sistema, lo mejor es medir el tiempo de ejecución de la carga de trabajo (difícil).

Programas de prueba (benchmarks): programas pequeños específicamente escogidos para medir el rendimiento.
• Ventajas:
A menudo se pueden...