コンピューティングパワー – ウィキペディア

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コンピューティングパワー （また データ処理サービス また パフォーマンス 。英語 コンピューティングパワー また パフォーマンス 前述）は、算術マシンとデータ処理（略してDVシステム）または情報技術システム（略してITシステム）の尺度です。原則として、 データ処理速度 （時間あたりの計算の場合）、口語的に簡単に スピード また スピード 前述のマシン部品（メインおよびグラフィックプロセッサユニットなど）と、考慮事項の中心にある個々のアプリケーションの速度（シミュレーション計算や大規模データベース管理の処理など）は、大規模なコンピューターや、いわゆるスーパー計算機などの複合材などのITシステム全体のコンピューティングパワーも少なくなります。 [初め]

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加えて パフォーマンス また、ITシステムの物理的パフォーマンスを説明しました。 仕事量 または、期間ごとに使用するエネルギーが考慮されます。 [2]

「どれだけ速い」パフォーマンスは、DVシステムが処理順序を完了するのにどれくらいの時間がかかるかという意味です。このような注文は、マウスをクリックしたときのオンライン反応、または大規模なバックグラウンドオーダーの処理になる可能性があります。 「どれだけ速く」は、DVシステムが期間ごとに何回にできるかという問題でもあります。これは注文スループットです。

この説明に加えて、この用語は、機能、エネルギー効率、信頼性などの他のプロパティにも使用されます。 [3]

コンポーネントのパフォーマンス [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

コンポーネントのパフォーマンス プロセッサ、メインストレージ、またはネットワーク接続など、DVシステムの単一コンポーネントのパフォーマンスについて説明します。 ユーザー コンポーネントは、プロセッサのマシンを注文する環境、ストレージシステムのストレージアクセス環境、またはコンピューターネットワーク内のノードの量を生成するデータ輸送注文などの周囲のデバイスです。コンポーネントのDVパフォーマンスは、順序の出発時間、スループットレート、または中程度の応答時間の分布などのパフォーマンス変数で説明されています。必要に応じて、そのようなサイズは、たとえばストレージシステムの注文を書いたり読んだりするなど、注文タイプに従って依然として区別されます。と コンポーネントのパフォーマンス この場合、すべてのパフォーマンス変数の量が参照されます。コンポーネントに満足のいくサービスがあるかどうかを評価するには、評価を実行する必要があります。これは、ユーザーが必要とする選択されたパフォーマンス変数の値の決定されたパフォーマンス値（つまり、コンポーネントのマシン環境）を比較する必要があります。

システムパフォーマンス [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

と システムパフォーマンス さまざまなコンポーネントで構成できる完全なDVシステムのパフォーマンスと呼ばれます。 DVシステムの対応する部分は、個々のソフトウェアコンポーネント（アプリケーションソフトウェアとオペレーティングシステム）、コンピューター（ファイルサーバーなど）、コンピューターネットワーク（コンピュータークラスターなど）、または特別なデバイス（スイッチなど）です。また、アルゴリズムがどの程度効率的に実装されており、ハードウェアとソフトウェアの構成方法に依存します。

ユーザー 人間のユーザー（「通常の」ユーザー、管理者、…）およびその他のDVシステムで構成できます。 WikipediaのWebプレゼンスは、たとえば、人間のユーザーと検索エンジンなどの他のDVシステムの両方によって使用されます。 DVサービス コンポーネントのパフォーマンスと同様に、このようなシステムは、応答時間分布、中程度の応答時間、スループットレートなどのパフォーマンスサイズで説明されています。とはっきり、これらのサイズは、ユーザー全体によって生成された順序電流で発生するさまざまなタイプの順序に応じて依然として詳細です。と システムパフォーマンス 1つは、測定されたすべてのパフォーマンス変数の量を示します。

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既知のコンポーネントサービスからシステムパフォーマンスを繰り返すことが繰り返されました 計算します 。経験は、関係が一般的に複雑すぎるため、これが成功しないことを示しています。信頼できるシステムパフォーマンス値は、測定からのみ、または制限がある場合、予測から取得できます。

パフォーマンス評価に使用される多数のパラメーターがあります。多くの場合、これらの重要な数字は、システムの実際のパフォーマンスについてほとんど語っていません。 [初め]

サイクルごとの命令（IPC）
実行される命令の平均数は、プログラムの実行に必要なクロックサイクルの数で割ったものです。 IPCは、CPIの相互価値でもあります（ 命令あたりのサイクル ）表現する。高いIPC値は、アーキテクチャの効率が高いことを意味します。ただし、値だけでは実際の速度（有効性）については何も述べていません。
1秒あたりの指示
プロセッサのパフォーマンスを特徴付けるために過去に使用されていたコンポーネントのパフォーマンスサイズは、時間単位あたりの（中）実行可能なマシンコマンドの数です。ただし、ユーザーが要求するデータ処理プロセスを実行するために、コンピューターアーキテクチャ（特にマシンコマンドレート）に依存します。
1秒あたりの浮動小数点操作
パフォーマンスサイズ 1秒あたりのスライドコンマオペレーション 特にスーパーコンピューターに使用されます。これは、高性能計算の領域で重要な役割を果たすため、特にスーパーコンピューターに使用されます。比較は、値が決定されたベンチマーク方法がわかっている場合にのみ可能です。
データ転送レート
データ転送速度は、転送できる時間ごとにデータの総額（ユーザーデータと制御データ）を示します。
データスループット
データスループットは、送信できる時間あたりのユーザーデータの量を示します。
反応時間
再配置時間とは、問い合わせを送信してから関連する回答を受信するまでの時間です。
応答率
処理時間と応答時間の関係
1秒あたりのフレーム
1秒あたり発行されたフレーム数のグラフィックカードのパフォーマンスインジケーターとして使用されます。
プロセッサクロック
ただし、これはシステムパフォーマンスサイズでもコンポーネントのパフォーマンスサイズでもありませんが、さらに内部にあるレイヤーに関するものです。プロセッサアーキテクチャ、プロセッサコアの数、内部バスの速度、メモリサイズ（キャッシュとメモリ）などの要因は、パフォーマンスに大きく影響します。プロセスリゾートを介したみの比較は誤解を招きます。
遅延
これは、特定の上位値を超えないという補助条件を持つ応答時間（割り込み後の注文処理時間）の異なる式です。保証された最大応答時間です。これは、システムパフォーマンスサイズの多くのバリエーションの1つです。 ISO標準に関しては、遅延は時間レベルの制限です（ISO： 時間クラスの制限 ）タイムクラスNo.1（ISO：タイムクラス1）リードタイムクレーム（ISO： 適時性関数 ）注文タイプ（ISO：タスクタイプ）「割り込みへの応答」。このリードタイムクレームには、1回限りのクラスしかありません。
アクセス時間
ストレージ媒体の場合、アクセス時間は、ライティングコマンドの到着から対応するプロセスの開始までの時間です。

DVパフォーマンスは、パフォーマンス変数で説明されています。このようなサイズの数値値を決定するために、次のパスが利用可能です。

測定 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

測定（英語 測定 ）は、実際のDVシステムを使用したDVパフォーマンス値の実験的決定です。システムに提供される順序電流は、実際のユーザー（実際の負荷）またはユーザーシミュレーター（シミュレーション負荷）によって生成できます。通常、シミュレーション負荷は、負荷テストの一部として、またはベンチマーク比較のための標準化された負荷になる可能性があります。

ソフトウェア測定とハードウェア測定を区別します。

  • ハードウェア測定：ここでは、センサーは対応するデータを送信する測定オブジェクトに直接接続されます。このタイプの測定は、オブジェクト計算機のコースに影響しません。
  • ソフトウェア測定：測定プログラムがObjektrechnerにインストールされ、標準インターフェイスを介して目的の情報を送信します。測定プログラムはハードウェアに関係なく機能するため、オブジェクト計算機の最小限の知識のみが必要であり、測定プログラムはほぼすべてのコンピューターで実行できます。ただし、Objektrechnerのプログラムシーケンスが変更され、追加のリソースが使用されます。オブジェクト計算機の動的な動作は偽造されます。

予報 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

予測は、DVパフォーマンスサイズの数値値が数学分析プロセスまたはシミュレーション方法を使用して決定される手順です。測定方法とは対照的に、計算パフォーマンス評価に実際のシステムを存在する必要はありません。

分析手順では、DVシステムとそのユーザーは数学モデルで表され、DVパフォーマンス値は純粋に数学的に決定されます。シミュレーション方法中、DVシステムとそのユーザーの両方がシミュレートされ、DVパフォーマンスサイズの数値値がこのシミュレートされたイベントから決定されます。分析手順とシミュレーションプロセスの両方で、結果は一般に近似値または推定値のみです。実際のDVシステムを使用した測定からの値とは対照的に、予測または予備計算の特性があります。

特に通信技術では、システムをグラフとしてモデル化することをお勧めします（グラフ – 理論的説明）。コンポーネントはノットとして表示されます。コンポーネント間の接続は、エッジとして表されます。各エッジには最大容量があり、それを超えてはなりませんと現在の川があります。結果のネットワークは、2つのコンポーネント間の可能な最大の流れを決定することで評価できるようになりました。これがすべてのノードのペアで実行されると、遅いコンポーネントが見つかります。

道路理論的説明（トラフィック理論モデル）は、操作ステーションによって処理される注文のキューを想定しています。注文は平均到着率でキューに到達します

l {displaystyle lambda}

平均運用率で手術場を離れます

m {displaystyle mu}

。交通強度は商によって行われます

a = l m {displaystyle sigma = {frac {lambda} {mu}}}

説明された。システムは、合理的にのみ機能します

a ≦ 初め {displaystyle sigma leqq 1}

は。それ以外の場合は、オーバーフローがあります。
このモデルでは、さまざまなシステムを表示できます。 1つのプロセッサのみを使用してパイプラインを持たないコンピューターは、分布関数として負の指数分布を受信します。でパイプラインプロセッサ

k {displaystyle k}

ステップはゲイン分布でモデル化されます。過剰なプログロセッサシステムには、過剰な分布が使用されます

k {displaystyle k}

-tter注文

  • Allgemeines Warteschlangenmodell

    一般的なキューモデル

  • Warteschlangenmodell für Pipeline-Proze

    パイプラインプロセスのモデルの声

  • Warteschlangenmodell für Multiprozessorsysteme

    マルチプロセッサシステムのキューモデル

プロセッサのパフォーマンスを分析する別の試みは、ミックスとコアプログラムです。ただし、これらの試みは比較的複雑であり、今日ではほとんど使用されていません。 [4] [5] [6] コマンド実行時間は、発生の予想される相対頻度に応じて異なるコマンドタイプによって追加され、中程度のコマンド実行時間（コマンドミックス）として評価されます。
一方、コアプログラムは、コンピューターが評価されるために記述された典型的な区切りタスクのソリューションです。しかし、それらは実行されません。目的は、個々のコマンド実行時間に基づいて実行時間を決定することです。

パフォーマンス値（測定または予測方法によって決定されるかどうか）は、重要かつ興味深い物理量の数値値ですが、それ自体は、DVシステムがユーザーの（パフォーマンス）ニーズを満たすかどうかの重要な問題についてまだ声明を出していません。したがって、これらのニーズは数字で定義する必要があります。

次に、これらの（必須）値の比較は、DVシステムによって提供されるパフォーマンス値を使用して実行する必要があります。この比較の結果は、DVシステムがユーザーのニーズを満たすのに十分であるかどうかの声明です。これが評価です。これは、最終的に必要な結果の結果が「十分ではない」、「十分な」、「過剰埋め込まれた」などであることを意味します。このような最終発表の規模は、より詳細に選択できることを意味します。

次の事実も指摘する必要があります。

  • 考慮されるシステムのDVパフォーマンス変数の値は、具体的な数値です。システムが変更された場合にのみ変更されます（たとえば、プロセッサやストレージユニットまたはソフトウェアコンポーネントなどのハードウェアコンポーネントを、オペレーティングシステムバージョンやアプリケーションソフトウェアなどのソフトウェア効率など）。
  • 一方、評価結果は、評価に参照が行われるユーザーに依存します。たとえば、ユーザーのために検討中のDVシステムの評価は非常に優れている可能性がありますが、ユーザーBの同じシステムは不十分です。

負荷テストの目標は、予想される負荷を必要な時間で処理できるかどうかを証拠とすることですが、ベンチマークの目標は、異なるシステム間で比較できる重要な人物を決定することです。 [7]

負荷テストは、実際のユーザーが負荷電流（実際の負荷）を生成するように設計できます。負荷電流は、ユーザー全体を詳細にシミュレートするシミュレータ（シミュレーション負荷）によって作成することもできます。ベンチマークは、常に標準化されたシミュレーション負荷を使用して結果を比較します。

より多くの結果を達成するには、測定ソフトウェアを使用する必要があります。これは、順序プロセスを正確に記録し、テストの終了後、評価（DVパフォーマンス変数の決定）を行います。

時間が経つにつれて、科学レベルだけでなく、業界と経済の両方で、膨大な量の（コンピューター）ベンチマークが開発され、説明されてきました。これらのベンチマークには、ほぼすべての異なる原則とDVパフォーマンス変数があるため、測定結果は一般に比較できません。これらのベンチマークの多くは、短い話題性しかなく、再び消えました。

スペシャリストの雑誌や雑誌は、コンピューターシステムやコンポーネントのパフォーマンスのためのランキングを定期的に公開しています。これらは、キーフィギュアまたはベンチマークによって決定されます。

非常によく知られているデータベースであるTop500には、世界で最も強力な500のスーパーコンピューターがリストされています。 Linpackベンチマークはこれに使用されます。 [8]

Standards DIN 66273「DVシステムのパフォーマンスの測定と評価」およびISO 14756「DVシステムのパフォーマンスとソフトウェア効率の測定と評価」は、ベンチマーク方法論とDVパフォーマンスサイズの完全な提案を行います。 ISO標準は、DIN 66273の原則を引き継ぎ、拡大しました。 DIN 66273に従って実行された測定は、ISO 14756にも準拠しています。ISO標準は、DVパフォーマンスの測定と評価を超えて、システムおよび/またはアプリケーションソフトウェアの（持続時間）効率の測定に適用分野を拡張します。 DIN標準標準はベンチマーク方法論ですが、ベンチマークの短命性のために具体的なベンチマークを定義していません。ただし、ISO標準には、完全なベンチマークの例も含まれています。

アプリケーション応答測定 （ARM）は、オープングループの標準であり、ユーザーの観点からトランザクションを測定するのに役立ちます。

原則として、情報技術システムのパフォーマンスは一定です。ただし、下向きの互換性の理由やエネルギーを節約するために、パフォーマンスの低下は適切な場合があります。ターボボタンは、8086からPentium EraへのPCとの下方互換性を確保しました。これは、多くの場合、クロックを減らすことによって行われましたが、レベル1キャッシュをオフにしたり、フロントサイドバスのクロック周波数を減らすことで行われました。

一方、現代のノートブックでは、PowerNow！、Cool’n’Quiet、Intel SpeedStepテクノロジーなどのテクノロジーでは、蓄積者の希少なエネルギー資源を保護するために必要でない場合はパフォーマンスを低減します。これは、マルチプロセッサシステムの個々のプロセッサのクロックまたは核緊張またはシャットダウンを減らすことで実行できます。

  • D.フェラーリ： コンピューターシステムのパフォーマンス評価 。 Prentice-Hall Inc.、Englewood Cliffs、New Yersey 1978、ISBN 0-13-165126-9。
  • D.フェラーリ、G。セラッツィ、A。ザイナー： コンピューターシステムの測定とチューニング 。 Prentice-Hall Inc.、Englewood Cliffs、ニュージャージー1983、ISBN 0-13-568519-2。
  • R.ジェイン： コンピューターシステムのパフォーマンス分析の技術 。ジョン・ワイリー、ニューヨーク1991、ISBN 0-471-50336-3。
  • G.ボルチ： 分析キューモデルを使用したコンピューティングシステムのパフォーマンス評価 。コンピューターサイエンスのガイドとモノグラフ、B。G。Teubner、Stuttgart 1989、ISBN 3-519-02279-6。
  • H.Langendörfer： コンピューティングシステムのパフォーマンス分析（測定、モデリング、シミュレーション） 。 C.ハンサー、ミュンヘン/ウィーン1992、ISBN 3-446-15646-1。
  • A. O.アッラー： Mathematicaによるコンピューターパフォーマンス分析の紹介 。 AP Professional、Harcourt Brace＆Company Publishers、Boston 1994、ISBN 0-12-051070-7。
  • W. Dirlewanger： 標準DIN 66273に基づくDVパフォーマンスの測定と評価 。 Hüthig、Heidelberg 1994、ISBN 3-7785-2147-0。
  • M.ハース、W。ゾーン： コンピューティングシステムの方法論的パフォーマンス分析 。 R. Oldenbourg、Munich/Vienna 1995、ISBN 3-486-20779-2。
  • C.ジョーンズ： 適用されたソフトウェア測定、生産性と品質を保証します。 McGraw-Hill、ニューヨーク1996、第2版、ISBN 0-07-032826-9。
  • W. Dirlewanger： コンピューターシステムのパフォーマンスとソフトウェア効率の測定と評価 – ISO/IEC 14756メソッドの紹介とそのアプリケーションのガイド 。オンラインVerlag Kassel-University-Press-GmbH、Kassel 2006、ISBN 3-89958-233-0。
  • ジョン・L・ヘネシー、デビッド・A・パターソン： コンピューターアーキテクチャ：分析、設計、実装、評価。 Vieweg、Braunschweig 1994、ISBN 3-528-05173-6。
  • アンドリュー・S・タネンバウム、ジェームズ・グッドマン： コンピュータアーキテクチャ。 第4版、ピアソン研究、ミュンヘン2001、ISBN 3-8273-7016-7。
  • ニクラス・バッド、ミルコ・ノバコビッチ、ロバート・スピルマン、トビアス・ニエリム： ソフトウェア開発におけるパフォーマンス分析と最適化 。の： コンピューターサイエンススペクトル 。 バンド 30 、 いいえ。 4 、1。2007年8月、 S. 251–258 、doi： 10.1007/s00287-007-0165-5 。
  • Theo Ungerer、uwe brinkschulte： マイクロコントローラーおよびマイクロプロセッサ。 Springs、2010、ISBN 978-3-540-46801-1、（ 限られたプレビュー Google Book検索で）。
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  • TobiasHäberlein： テクニカルコンピューターサイエンス。 Springs、2011、2011、ISBN 978-38348-1372-5（ 限られたプレビュー Google Book検索で）。
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  1. ↑ a b コンピューティングパワー – ページ itwissen.info ; 2012年7月21日現在、2012年7月21日アクセス。
  2. ↑ Peter Stahlknecht、Ulrich Hasenkamp： ビジネス情報学の紹介。 Springer Textbook Series、Springer、2005、ISBN 978-3-540-01183-5、p。31（ 限られたプレビュー Google Book検索で）。
  3. ↑ DVパフォーマンスは、新しいDIN標準で測定できます （ 記念 2007年1月28日から インターネットアーカイブ ） – 記事 コンピューターウィーク 。 1992年4月10日から2012年7月21日アクセス。
  4. ↑ uwe brinkschulte、theo ungerer： マイクロコントローラーおよびマイクロプロセッサ。 Poligin Sployer、2010、ISBN 978-3-642-05397-9、S。13（ 限られたプレビュー Google Book検索で）。
  5. ↑ ウィリ・アルバース： 経済学のハンド辞書。 Vandenhoeck＆Ruprecht、1980、ISBN 978-3-525-10257-2、p。100（ 限られたプレビュー Google Book検索で）。
  6. ↑ Dietmar Moeller： コンピューター構造。 Springer、2002、ISBN 978-3-540-67638-6、S。231（ 限られたプレビュー Google Book検索で）。
  7. ↑ http://www.spec.org/spec/glossary/#benchmark
  8. ↑ http://www.top500.org/
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