本文介绍: 计算机的主要技术指标性能功能、可靠性、兼容性等参数技术指标的好坏由硬件软件两方面的因素决定。

计算机的主要技术指标性能功能、可靠性、兼容性等参数技术指标的好坏由硬件软件两方面的因素决定。

▶1.性能指标

系统性能是整个系统子系统实现某种功能的效率。计算机的性能主要取决于速度与容量。计算机运行速度越快,在某一时间片内处理数据就越多,计算机的性能也就越好。存储器容量也是衡量计算机性能的一个重要指标,大容量的存储器空间一方面是由于海量数据需要,另一方面,为了保证计算机的处理速度,需要数据进行预取存放,这加大了存储器的容量需求
基准测试比较不同计算机性能时,让它们执行相同的基准程序然后比较它们的性能。计算机的性能可以通过专用的基准测试软件进行测试。
计算机主要性能指标如下。

1)时钟频率

时钟频率是单位时间内发出的脉冲数,单位为赫兹(Hz),1Hz=1s1个脉冲信号或1个信号周期,1GHz=1s 10亿个信号周期。计算设备信号周期工作,例如,时钟频率为3GHz的4核CPU,理论上1s可以做30亿×4=120亿次运算计算机的时钟频率主要有CPU时钟频率内存时钟频率总线时钟频率等。例如,Core i7 CPU的主频为3.4GHz,DDR3-1600内存数据传输频率为1.6GHz,USB3.0接口总线传输频率为5.0GHz等。总线的时钟频率越高,计算数据传输处理速度越快。速度通常以十进制的方法定义,例如CPU主频为3.4GHz、网络带宽为100Gb/s,其中1G=10°=10亿次。

2)内存容量

计算内存容量越大,软件运行速度也越快。一些操作系统和大型应用软件对内存容量有一定要求,例如,Windows XP最低内存配置为512MB,建议内存为2GB;Windows 10最低内存要求为2GB,建议内存为4GB等。容量通常以二进制方法定义,例如内存容量为4GB,其中1GB=23°B=1.073741824×10°B≈10亿个存储字节

3)外部设备配置

计算机外部设备的性能对计算机系统也有直接影响,如硬盘的容量、硬盘接口类型显示器的分辨率等。

▶2.功能指标

用户而言,计算机的功能是指它能够提供服务类型;对专业人员而言,功能是系统每个部件能够实现操作。功能可以硬件实现,也可以由软件实现,只是它们之间实现的成本和效率不同。例如,网络防火墙功能,在客户端一般采用软件实现,以降低用户成本;而在服务器端,防火墙一般由硬件设备实现,以提高系统处理效率。
随着计算机技术的发展,3D图形显示、高清视频播放多媒体功能、网络功能、无线通信功能等已经在计算机中广泛应用;触摸屏、语音识别等功能也在不断普及之中;增强现实、3D激光投影显示、3D打印、穿戴式计算机等功能也在研发之中。计算机的功能越来越多,应用领域涉及社会各个层面。

在计算机设计中,一般由硬件提供基本通用平台,利用各种不同软件实现不同应用需求的功能。例如,计算机硬件仅提供音频基本功能平台,而音乐播放网络电话、语音录入、音乐编辑应用功能,都通过软件来实现。或者说,计算机的功能取决于软件的多样性。计算机的所有功能都可以通过软件或硬件方法进行测试。

▶3.可靠性指标

1)可靠性的要求

可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。例如,计算机经常性死机或重新启动,都说明计算机可靠性不好。

每个专业人员都希望他们负责系统正常运行时间最大化,最好将它们变成完全的容错系统。但是,约束条件使得这个问题变得几乎不可能解决。例如,经费限制、部件失效、不完善的程序代码、人为失误、自然灾害,以及不可预见的商业变化,都是达到100%可用性的障碍因素。系统规模越复杂,其可靠性越难保证。
硬件产品故障概率运行时间成正比;而软件故障的产生难以预测。软件可靠性比硬件可靠性更难保证。即使是美国宇航局的软件系统,可靠性仍比硬件一个数量级。

2)软件可靠性与硬件可靠性的区别

硬件有老化损耗现象,硬件失效的原因是器件物理变化的必然结果;而软件不会发生老化现象,也没有磨损,只有陈旧落后的问题。
硬件可靠性的决定因素是时间,受设计、生产、应用过程影响。软件可靠性的决定因素是人,它与软件设计差错有关,与用户输入数据有关,与用户使用方法有关。
硬件可靠性的检验方法已标准化,并且有一整套完整的理论;而软件可靠性验证方法仍未建立,更没有完整的理论体系

3)提高系统可靠性的方法

提高可靠性可以从硬件和软件两个方面入手,冗余技术可以很好地解决这一问题。另外,减少故障恢复时间也是提高系统可靠性的重要技术。
硬件系统中的设备冗余(如双机热备、双电源等),网络线路冗余等技术,可以有效地提高系统可靠性。硬件故障一般通过修复更换失效部件来重新恢复系统功能。
软件系统中,同一软件的冗余不能提高可靠性。软件系统一般采用数据备份、多虚拟机等技术来提高可靠性。软件故障一般通过修改程序升级软件版本解决问题。

4.兼容指标

计算机硬件和软件由不同厂商的产品组合在一起,它们之间难免会发生一些“摩擦”,这就是通常所说的兼容性问题兼容性是指产品在预期环境中能正常工作,无性能降低或故障,并对使用环境中的其他部分不构成影响
经验表明,如果在产品开发阶段解决兼容性问题所需的费用为1;那么,等到产品定型后再想办法解决兼容性问题,费用将增加10倍;如果到批量生产后再解决,费用将增加100倍;如果到用户发现问题后才解决,费用可能达到1000倍。1994年,Intel公司的“奔腾CPU瑕疵事件”很好地印证了这一经验。

1)硬件兼容性

硬件兼容性是指计算机中的各个部件组成在一起后,会不会相互影响,能不能很好地运行。例如,A内存条在Windows 10中工作正常,B内存条在Windows 10下不能工作可以说B内存条的兼容性不好。
在硬件设备中,为了保护用户和设备生产商的利益,硬件设备都遵循向下兼容的设计原则,即老产品可以正常工作在新一代产品中。一旦出现硬件兼容性问题,一般采用升级驱动程序方法解决。

2)软件兼容性

软件兼容性是指软件能否很好地在操作系统平台运行,软件和硬件之间能否高效率地工作,会不会导致系统崩溃故障的发生。

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