1.5.1　计算机系统评价的背景

通过哪些指标对计算机系统进行整体评价？这个问题说起来非常有意思。当读者购买计算机时，经常会说，希望处理器的速度快、存储器容量大、电池耐用，价格便宜。但很明显，这几个要求之间是互相矛盾的，如存储器容量大，则价格就会高；处理器速度快，功耗就会增加，电池的电量消耗就会变快。

上面给出的各种期望都是相互“孤立”的，没有从“系统”的角度考虑，如果要想让计算机整体处理速度快，只期望处理器的速度快是不够的，虽然这是影响系统整体处理速度最重要的因素，但是处理器访问存储器的速度也会对系统整体的处理速度产生影响。再比如功耗问题，处理器的工作频率是影响系统功耗的一个重要方面。当提高处理器的工作频率时，就会潜在增加系统的整体功耗。提高处理器访问存储器的速度也会增加系统的整体功耗。此外，选择高性能的处理器、大容量的存储器就会显著增加系统的成本。因此，从“系统”的角度来说，性能、功耗和成本之间是互相制约的。但是，从“孤立”的角度就不会看到它们之间所存在的千丝万缕的联系。既然系统中这些因素互相制约，那么就需要进行“权衡”，以使得这些互相制约的因素之间达到一个最佳平衡点，以满足应用需求。

在计算机系统中，性能、功耗和成本都是一些很抽象的描述。为了进一步对计算机系统进行定量分析，提出了一些更具体的指标来评价计算机系统的好坏。对于性能而言，常用的具体评价指标是响应时间、吞吐量和延迟等。

上面也提到处理器的速度是影响计算机系统性能的最重要因素，那又通过什么样的指标来评价处理器的性能呢？这又存在一个从“宏观”评价到“具体”评价的问题。对于处理器的性能评价，通常使用处理器的主频、执行每条指令所需的平均周期（Clock Cycle Per Instruction，CPI）、每秒执行的指令条数（Instruction Per Second，IPS）等。