【系統分析師之路】第十三章 系統配置與性能評價記憶敲出
信息系統中的性能
- 說到系統的性能，首先我想到的是需求工程中對於系統需求中的非功能需求的收集中，就包含了性能的需求，還有一個與之對應的PIECES模型，PIECES模型第一個考慮元素便是Preformance性能；質量屬性中第一個就是性能Performance；在軟件架構體系當中4+1視圖模型中的進程模型，這個模型就是側重系統的性能，可擴充性和吞吐量;可見系統性能的好壞越來越受到重視。在本章節中，主要針對三個性能的考點：阿姆達爾定律，系統性能評價方法，性能指標。
1. 阿姆達爾定律
- 對系統中某組件採用某種更快的方式，所獲得的某種性能的改變程度。它的核心思想是對改進部分在總執行時間中所佔的百分比。一般會比較改善前和改善後的加速比， 從而來判斷系統改善後的性能。這個考點常考也是比較簡單的考點。
- 提升每個部件的話，成本會相當的高。那麼就提升部分的部件來加速系統的性能。
2. 性能指標
- 和性能指標有關係的有三個週期和兩個定義。三個週期分別是：時鐘週期，總線週期，指令週期；而兩個定義是指MIPS和MFLOPS。
- 指令週期是取出並執行一條指令的時間；總線週期是訪問存儲器和IO端口所用的時間；而時鐘週期是時鐘頻率的倒數，CPU的主頻就是時鐘頻率。如果CPU主頻（時鐘頻率）爲1GHz的話，那麼就說明1秒鐘有1G個時鐘週期，每個時鐘週期爲1納秒。
- 一個指令週期由若干個總線週期組成，而一個總線週期時間又包含有若干個時鐘週期。也就是說，一個指令週期包含若干個時鐘週期。總結來說就是時鐘週期最小，總線週期其次，最大是指令週期。指令時鐘數就是完成一條指令所需要的時間
- MIPS是每秒處理百萬級的機器指令數，主要用它來衡量標量計算機性能
- MFLOPS是每秒百萬個浮點數操作，主要用來衡量向量計算機性能
3. 系統性能評價方法
- 總結一下就是基準程序法是目前最好的評價性能的方法，而時鐘頻率法只能應用在x86那個年代了，而指令執行速度法和等效指令速度法都只能用在x86那個年代；而到了數據處理PDR，這個時候就開始不光只看CPU，而開始考慮存儲了；到了綜合理論性能法，開始考慮的是影響性能的多個因素。
- 時鐘頻率法：最老的評價信息系統性能的方法，就是看CPU時鐘頻率並以此我依據得出性能好壞的結論。
- 指令執行速度法：從字面上理解就是根據一條指令執行的速度來判斷性能，而一條指令週期還是由若干時鐘週期構成的，所以在我看來這種方式的性能評價頂多算是時鐘頻率法的改進版，而官方定義上是表示機器運算速度的單位是MIPS。
- 等效指令速度法：也叫吉布森混合法，讓我聯想到的是RISC和CISC。在CISC中指令長短是不一樣的，那麼只是通過單位時間內執行指令個數來判斷的話，明顯是不合適的，所以也就有了等效指令速度法這種性能評價方法存在的價值，它考慮了各類指令在程序中所佔的比例。
- 數據處理速率法：到這裏評價性能的方法已經不光光看CPU的時鐘頻率或者指令週期等來得出結論了。而是把數據存儲和CPU性能一起考慮。PDR值越大性能越好。PDR綜合考慮了CPU和存儲。
- 綜合理論性能法：算出每個部件的計算率，再進行調整得出理論性能。至於改善那個部件對性能提升最大，這就可以和阿姆達爾算法聯繫在一起了。
- 基準程序法：說白了這個就是綜合理論性能法的升級版，簡單理解爲就是跑分軟件。它是目前最廣泛使用的性能評價方法。
4. 可靠性指標
- 在系統可靠性指標的概念中，首先要了解三個概念名詞：MTTF，MTBF，MTTR。一般情況下MTTR是一個很小的值，它們三者之間的概念和關係見下面的描述：
- MTTR:Mean Time To Repair,平均故障修復時間
- MTTF:Mean Time To Failure,平均無故障時間
- MTBF:Mean Time Between Failure, 平均故障間隔時間
- MTTR+MTTF=MTBF 一般情況下，由於MTTF的值很小很小，所以可以認定爲MTBF=MTTF（兩個F纔有可能約等於）。
- 系統可用性就是：平均無故障時間 / 平均故障間隔時間 = 平均無故障時間 / （平均無故障時間 + 平均故障修復時間）。當MTTF很小的時候，也就是MTBF約等於MTTF的時候，這個時候可用性就約定於100%。
5. 可靠性和可用性之間的區別與聯繫
- 官方概念區別：提高可靠性是減少系統中斷(故障)的次數，提高可用性需要強調減少從災難中恢復的時間。
- 基於上面的理解，系統的可靠性就需要看MTTF，MTTF平均無故障時間越長，那麼我們就可以說可靠度高；
而系統的可用性我們看的是MTTR，MTTR是平均故障修復時間，這個時間越短，我們就可以認爲可用性高。
歸納起來就是沒有故障則可靠，快速恢復則可用。（恢復故障短可用高，無故障時間長更可靠） - 可靠性和可用性一般很少區分，在架構中質量屬性往往提到的是可用性，不說可靠性。可靠性和可用性幾乎沒有什麼區別。但一個強調的是次數，一個強調的是持續的時間。
6. 可靠性分析中的串聯繫統和並聯系統
- 失效率就是1-可靠度，可靠度越高的系統，失效率越低。
- 在計算可靠度和失效率的時候，針對串聯繫統和並聯系統要分開考慮。並聯系統的失效率是指，當所有的並聯中的系統都失效後，那麼系統就失效了；而串聯繫統的失效率是指任何一個系統部件失效後，那麼系統就會失效。