计算机基础性能的测试评价

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1. 基础性能测试

把应用程序中用得最多、最频繁的那部分核心程序作为评估计算机系统性能的标准程序,称为基准测试程序(benchmark)。基准程序法是目前一致承认的测试系统性能的较好方法。真实程序、核心程序、小型基准程序和合成基准程序,其评测准确程度依次递减

基准测试是指通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统,实现对一类测试对象的某项性能指标进行定量的和可对比的测试。简单说就是,运行一个标准程序对多种计算机系统的某项或统一性能指标进行检查,以比较和评价它们的性能。例如,对多个计算机CPU进行浮点运算、数据访问的带宽和延迟等指标的基准测试,可以使用户清楚地了解每一款CPU的运算性能及作业吞吐能力是否满足应用程序的要求;再如对数据库管理系统的ACID(Atomicity, Consistency, Isolation, Durability, 原子性、一致性、独立性和持久性)、查询时间和联机事务处理能力等方面的性能指标进行基准测试,也有助于使用者挑选最符合自己需求的数据库系统。

各种类型的计算机都具有自己的性能指标,计算机厂商当然希望自己研制的计算机有较高的性能。同样的计算机,如果采用不同的评价方法,所获得的性能指标也会不同。因此,用户希望能有一些公正的机构采用公认的评价方法来测试计算机的性能。这样的测试称为基准测试,基准测试采用的
测试程序称为基准程序(Benchmark)。基准程序就是公认的标准程序,用它能测试多种计算机系统,比较和评价它们的性能,定期公布测试结果,供用户选购计算机时参考。

TPC(Transaction Processing Council,事务处理委员会)基准程序用以评测计算机在事务处理、数据库处理、企业管理与决策支持系统等方面的性能。该基准程序的评测结果用每秒完成的事务处理数TPC来表示。TPC-A基准程序规范用于评价在OLTP环境下的数据库和硬件的性能,不同系统之
间用性能/价格比进行比较;TPC-B测试的是不包括网络的纯事务处理量,用于模拟企业计算环境;TPC-C测试的是联机订货系统;TPC-D、TPC-H和TPC-R测试的都是决策支持系统,其中TPC-R允许有附加的优化选项;TPC-E测试的是大型企业信息服务系统。TPC-W是基于Web 应用的基准程序,用来测试一些通过Internet进行市场服务和销售的商业行为,所以TPC-W可以看作是一个服务器的测试标准。

2. 性能评价方法

计算机性能评价技术,常见的计算机性能评价包括以下方法:

  1. 时钟频率:即主频(也就是常听到CPU主频2.81GHz等),通常主频越高,速度越快。但只能够在相同体系结构的机器上进行比较。对于异构系统而言,很难保证其有效性。
  2. 指令执行速度:在早期,我们经常使用每次执行的加法指令(由于当时各种指令的速度大致相同或等比例)总数作为衡量其性能的重要指标,其单位为KIPS(每秒千条指令)、MIPS(每秒百万条指令)。
  3. 等效指令法:随着时间指令系统的发展,使用单种指令的MIPS值的局限性日益暴露,后来就出现了改进的吉普森混合指令速度法。它通过统计各类指令在程序中所占的比例,进行折算。
  4. 数据处理速率(PDR):它采用固定的比例法莱计算数据处理的速度,而其还仅对CPU和主存的速度进行度量,因此有很大的局限性。
  5. 核心程序法:把应用程序中用的最频繁的那部分核心程序作为评价计算机性能的标准程序,在不同机器上运行,测试其执行时间,作为各类性能评价的依据,这种程序被称为基准测试程序。

3. 评估Web服务器性能及其指标

评估Web服务器性能是一个复杂的过程,需要考虑的因素有服务器的硬件配置、操作系统、HTTP软件、网络速度和工作负载等。采用测试的方法来衡量Web服务器的性能,首先要确定的就是测试指标。常用的Web服务器的性能指标主要包括以下几类:

  1. 时间指标
    • 服务器响应时间(Server Response Time):客户端发送一个HTTP请求至收到HTTP响应头信息消耗的时间。
    • 页面响应时间(Page Response Time):客户端从Web服务器请求一个完整的页面(包括内嵌对象)所消耗的时间。
    • 往返时间(Round Trip Time):建立TCP连接时,从客户端发送SYN请求到服务器返回SYN/ACK的时间。
    • TCP连接建立时间:客户端发出访问请求后,与Web服务器成功建立TCP连接所需的时间。
  2. 系统容量指标
    • 并发用户数(Concurrent Users):Web服务器能够同时正确及时地服务的用户数。
    • 每秒用户数(User Per Second):单位时间(1s)内成功连接到Web服务系统的新用户的个数。
    • 并发连接数(Simultaneous Connections):Web服务器能够与客户端建立并保持同时打开的TCP连接数,最大并发连接数反映了Web服务器所对其客户多个连接的处理能力。
    • 连接速率(Connect ion Rate):客户端与Web服务器在单位时间(1s)新建立的TCP新建连接的个数。
    • 事务处理次数(Cumulative Transactions):Web服务器处理HTTP Transaction的累计总数定义为事务处理次数。
    • 事务处理速率(Transactions Per second):在单位时间(1s)内成功响应HTTP Transaction的个数。
  3. 资源利用率指标
    资源利用率是指Web服务器不同资源(如服务器的CPU,内存、磁盘、网络带宽等)的使用程度,它常常用占资源的最大可用量的百分比来衡量。Web服务器资源利用率指标包括CPU占用率、内存占用率、磁盘占用率、可用网络带宽
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