Rendimiento

 RENDIMIENTO DE UN COMPUTADOR.
 Complejidad de definir claramente el rendimiento de un computador.
 El tiempo como una medida del Rendimiento.
 a menor tiempo mayor rendimiento.
 ¿que tiempo es el que se tiene en cuenta?
 tiempo de ejecución de un programa.
 tiempo de respuesta. Incluye:
 Acceso a discos.
 Acceso a memoria.
 Gasto del Sistema Operativo.
 etc.
 Entornomultiprogramación.
 tiempo de CPU.
()a no incluye E/S.
()b no incluye tareas del Sistema.
 Rendimiento como tiempo de CPU.
CCPU = NI * CPI.
tCPU = NI * CPI * 1/fr
CCPU = ciclos de reloj de la CPU
NI = nº de instrucciones.
CPI = nº de ciclos por instrucción.
fr = frecuencia de reloj.
 El aumento del rendimiento depende de tres factores.
 fr: Tecnología hardware y organización.
 CPI:organización, arquitectura a nivel de lenguaje máquina.
 NI: arquitectura a nivel de lenguaje máquina y tecnología de compiladores.
 Otra forma de definir los ciclos de CPU.

Ii : nº de veces de la instrucción i.
CPIi: ciclos por instrucción de la instrucción i.

T: periodo señal de reloj
 Ahora el CPI puede obtenerse:

 El cálculo de CPIi debe incluir fallos de caché y demásineficiencias del sistema de memoria.
 Dilema:
 disminuir el nº de instrucciones: puede conducir a una organización con un T mayor.
 disminuir el CPI: puede conducir a un aumento del NI.
 aumentar fr: problemas de tecnología.
 hay que tener en cuenta la frecuencia de las Instrucciones.
 Ejemplo I:
CPU-A: Una instrucción de comparación
Una instrucción de salto condicional
CPIsalto = 2ciclos
CPIresto = 1 ciclo
CPU-B: Una comparación que incluye el salto (DBEQ).
CPsalto = 2 ciclos
El ciclo de reloj de la CPU-A es un 25% más rápido que el de la CPU-B.
CPU-A 20% de Salto => 20% de comparación.
CPU-B 20 de 80 de Salto  25% de Salto  80% de instrucción respecto a CPU-A




La CPU-A es más rápida a pesar de tener la CPU-B menos instrucciones.




Ejemplo II:
 El mismo caso pero con unas diferencias en las frecuencias de reloj de solo el 10%

 En este caso la máquina B es más rápida.


 Ejemplo III:
 Máquina A de carga/almacenamiento cuya frecuencia y ciclos de las instrucciones se da en la figura:

 Fig. 2.2 pag. 42 Hannesy (blanco)


 Máquina B: el 25% de las operaciones en la ALU utiliza un dato cargado que no se utilizade nuevo.
 Se añaden instrucciones a la ALU con un operando en memoria de duración 2 ciclos.
 La duración de un salto es de 1 ciclo de reloj más.
 No se afecta la frecuencia del reloj.

Añadir nuevas instrucciones empeora el rendimiento.
 Medidas del rendimiento.
 MIPS: Millones de Instrucciones por segundo.
 Una forma de intentar indicar el rendimiento de un computador.

 surelación con el tiempo de ejecución:

 Ventajas de la métrica de MIPS.
 Fáciles de entender.
 Mayor MIPS mayor rapidez de ejecución.
 Inconvenientes:
 Los MIPS dependen del repertorio de Instrucciones.
 difícil comparar máquinas con diferente conjunto de instrucciones.
 Los MIPS varían entre programas en un mismo computador.
 Los MIPS pueden variar inversamente al rendimiento.
ejemplo de máquinas con hardware en punto flotante.
()a Si dispone baja los MIPS
()b Si no dispone suben los MIPS.
 Los MIPS no reflejan el tiempo de computación y pueden fallar al dar una visión del rendimiento del computador.
 Se puede dar como medida los MIPS relativos a una máquina patrón.

tiempo referencia: tiempo del programa en la maquina de referencia
tiempo no estimado: tiempo deejecución del programa en la máquina a medir
MIPSreferencia: MIPS de la máquina de referencia
 Problema de encontrar una máquina de referencia (VAX-11/780 en los años ochenta)
 A medida que el software se desarrolla (modernos computadores) hay dificultades de acoplarlos a máquinas de referencia.
 Los MIPS relativos no aportan demasiadas ventajas ya que hay que conocer el tiempo de...