Khoa
Khoa
KH & KT
KH & KT
M
M
ỏ
ỏ
y
y
t
t
ớ
ớ
nh
nh
Bo
Bo
ọ
ọ
moõn
moõn
Kyừ
Kyừ
thua
thua
ọ
ọ
t
t
Ma

ỷ
i
i
Nguyeón
Nguyeón
Quo
Quo
ỏ
ỏ
c
c
Tua
Tua
ỏ
ỏ
n
n
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
2
Tài liệuthamkhảo
 “Computer Organization and Design: the hardware/software
interface”,
John L. Hennessy & David A. Patterson, Second Edition,
MORGAN KAUFMANN PUBLISHERS, INC. 1998
 “Computer Architecture: a quantitative approach”,
John L. Hennessy & David A. Patterson, Third Edition,
MORGAN KAUFMANN PUBLISHERS, INC. 2002
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
3
Chương 2.

• Trong mỗi ứng dụng cụ thể, xác định phương pháp đánh giá hiệu
suấtphùhợp
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
6

 Định nghĩavề hiệusuất
• Khi ta nói “máy tính này có hiệusuấtcaohơn máy tính kia”, điều
đómangý nghĩagi?
• Chúng ta xem xét thí dụ sau đây
thử xác định máy bay có hiệusuấtcaonhất trong trường hợp:
 Máy bay có tốc độ cao nhất?
 Máy bay có dung lượng lớnnhất?
 Máy bay chuyên chở nhanh nhất?
6448720146Douglas DC-8-50
13504000132BAC/Sud Concorde
6104150470Boeing 747
6104630375Boeing 777
Cruising speed (m.p.h)Cruising range (mile)Passenger capacityAirplane
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
7

• Khi chúng ta chạy cùng 1 chương trình trên 2 máy trạm
(workstation) khác nhau, ta kếtluận máy nhanh hơnlàmáycó
thể kết thúc thựcthichương trình sớmhơn
 thờigianđáp ứng (response time) hay thờigianthựcthi
(execution time), là thờigiantừ khi bắt đầu đếnkhikết thúc
chương trình
• Khi so sánh 2 hệ thống máy tính với nhau, ta kếtluậnhệ thống
nhanh hơnlàhệ thống hoàn tấtthực thi nhiềuchương trình hơn
trong cùng một ngày

ePerformanc
X
ePerformanc
=
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
9
2.2 Đo đạchiệusuất
 Thời gian được sử dụng làm thước đo cho hiệu suất
máy tính
 Tuy nhiên thời gian ở đây được định nghĩa theo nhiều
cách khác nhau, tùy theo mục đích đo đạc
•Thời gian theo đồng hồ
•Thời gian đáp ứng (response time)
•Thời gian trôi qua (elapsed time)
 Các máy tính hoạt động theo nguyên lý chia thời gian
(timesharing), bộ xử lý làm việc đồng thời cho nhiều
chương trình
 Thời gian thực thi chương trình bao gồm thời gian thực
thi bởi CPU lẫn các thiết bị khác (bộ nhớ, đĩa cứng,
v.v )
 Có thể chỉ giới hạn xem xét đối với CPU mà thôi
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
10

 Có thể đo đạc hiệu suất qua thời gian thực thi của CPU
(CPU execution time) hay còn gọi là thời gian CPU (CPU
time)
•User CPU time
• System CPU time
 Thí dụ đo đạc thời gian khi thực thi lệnh time trên hệ

CPU clock cycles for a program
Clock rate
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
12

 CPI (clock cycle per instruction)  số chu kỳ clock
trung bình cần thiết để thực thi 1 câu lệnh
 Thí dụ:
Xét 2 máy tính A và B có cùng kiến trúc tập lệnh. Máy A có chu
kỳ clock là 1ns và đạt được CPI là 2,0 khi chạy chương trình P.
Máy B có chu kỳ clock là 2ns và đạt được CPI bằng 1,2 khi
chạy chương trình P.
Máy nào thực thi chương trình P nhanh hơn và nhanh hơn
bao nhiêu lần ?
CPU clock cycles =
CPI
Instructions for a
program
×
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
13

Tính CPU time theo CPI
 Đơn vị đo
CPU time = CPIInstruction count
×
Clock cycle time
×
CPU time =
CPIInstruction count

ii
CCPI
1
cycle clock CPU
3C
2B
1A
CPINhóm lệnh
114Compiler 2
212Compiler 1
CBA
Số câu lệnh theo nhóm lệnh
Mã lệnh
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
15

 Một chỉ số hiệu suất khác là MIPS (million instructions
per second)
 Thí dụ:
Cũng với thí dụ vừa rồi, xét bảng số liệu sau
giả sử máy trên có tần số clock là 500MHz.
Cho biết đoạn mã nào thực thi nhanh hơn nếu tính theo
thời gian thực thi ? nếu tính theo MIPS ?
MIPS
=
10
6
Execution time
×
Instruction count

 Kết quả tổng hợp phải có thể được sử dụng để so sánh
hiệu suất giữa nhiều máy tính với nhau
 Sử dụng giá trị trung bình (mean) để tổng hợp và so
sánh hiệu suất
 Trung bình số h
ọc (arithmetic mean)
 Trung bình hài
(harmonic mean)
 Trung bình hình học
(geometric mean)
∑
=
=
n
i
i
R
n
R
1
1
∑
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
n

1
Máy CMáy BMáy A
Kiến trúc Máy tính - Chap 02
19
Bài tập
 2.1 , 2.2 , 2.3 , 2.4
 2.10 , 2.13
 2.15 , 2.18
 2.26
“Computer Organization and Design: the hardware/software
interface”,
John L. Hennessy & David A. Patterson, Second Edition,
MORGAN KAUFMANN PUBLISHERS, INC. 1998