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RENDIMIENTO DEL COMPUTADOR. PARÁMETROS PRINCIPALES.MEDIDAS DEL RENDIMIENTO

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ruth ysabel rojas miranda

on 29 October 2012

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Transcript of RENDIMIENTO DEL COMPUTADOR. PARÁMETROS PRINCIPALES.MEDIDAS DEL RENDIMIENTO

Para estandarizar el rendimiento de computadores se han adoptado medidas alternativas
al tiempo de CPU.
Las más conocidas son las MIPS y las MFLOPS. RENDIMIENTO DEL COMPUTADOR. PARÁMETROS PRINCIPALES.
MEDIDAS DEL RENDIMIENTO Medidas adoptadas del Rendimiento Sketches RENDIMIENTO DEL COMPUTADOR.-PARAMETROS PRINCIPALES
¿Porque es poderoso o potente un computador? Velocidad del Procesador
Miles de millones de acciones por segundoConfiabilidaad
Alta (fallas confiabilidadad son causadas usualmente por errores humanos)
Capacidad de Almacenamiento
Conserva enormes cantidades de datos La Velocidad del Procesador es afectada principalmente por: Reloj del Sistema Tamaño de la palabra Una palabra es la cantidad de datos que la CPU puede procesar en un ciclo de reloj.
Un procesador de 8 bits puede manejar 8 bits cada vez.
Los procesadores pueden ser, hasta ahora, de 8, 16, 32 o 64 bits.
Cuanto más grande sea este número, más rápido será el procesamiento. MIPS (millones de instrucciones por segundo) MFLOPS (millones de operaciones en punto flotante por segundo)
Calcular el ancho de banda Para calcular este valor, es necesario conocer tres aspectos:

La frecuencia de operación del bus.

El número y tipo de líneas de datos.

El número de transferencias de información que pueden hacerse por ciclo de reloj. El ancho del Bus puede ser de 8, 16, 32, 64, o 128 bits, hasta ahora, cuanto más grande sea el número más rápida será la transferencia de datos. Ancho de Bus Es la cantidad de datos que la CPU puede transmitir en cada momento hacia la memoria principal y a los dispositivos de entradas y salidas.

Entre mas grande se el bus mas cantidad de datos se transmite. Que es? El bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre computadoras. Ancho de Bus Funciones El reloj de una computadora se utiliza para dos funciones principales:

1. Para sincronizar las diversas operaciones que realizan los diferentes subcomponentes del sistema.
2. Para saber la hora. Que es?: El reloj es la parte de la CPU que proporciona una sucesión de impulsos electicos a intervalos constantes. Cada sucesión marca el instante que debe comenzar un paso de una instrucción.

Las frecuencia de relojes de los microprocesadores se miden en hertz. Las instrucciones que realiza un procesador necesitan de 2 a 206 ciclos para concretarse. La frecuencia de reloj La frecuencia del reloj se mide en Ciclos por Segundo, también llamados Hertzios, siendo cada ciclo un pulso del reloj. La frecuencia del reloj es de varios millones de pulsos por segundo se expresa en Megaherzios.

Cuanto mayor sea la frecuencia del reloj mayor será la velocidad de proceso de la computadora y podrá realizar mayor cantidad de instrucciones elementales en un segundo. Parámetros principales del Rendimiento del Computador Parámetro del RENDIMIENTO del Computador = Frecuencia x IPC El primer factor de esta operación es la frecuencia del procesador ,medida en megahertz (Mhz) . Dicho valor es el resultado del producto del FSB (frecuencia del bus del sistema) por un factor de multiplicación.

Por otra parte tenemos al IPC que es el número de instrucciones que el microprocesador es capaz de ejecutar en cada ciclo de reloj . Este valor fundamental es el que determina la diferencia de prestaciones entre los principales modelos de procesadores.

Aún con este calculo la medición del parámetro del rendimiento puede ser más compleja ya que los microprocesadores pueden variar su rendimiento según el tipo de instrucción que manejen. ¿Por qué ? Con la aparición del Pentium (Intel) el diseño o la arquitectura del microprocesador comenzó a cambiar de modelo a modelo y con respecto al competidor (AMD) los cambios fueron más significativos AMD comenzó con el K7 (primer Athlon 1999) a procesar mas una instrucción por ciclo, con esto la frecuencia comenzó a ser un parámetro de medida insuficiente.
Ahí Intel lo siguió utilizando , por un buen tiempo, como uno de los parámetros fundamentales del rendimiento de un microprocesador.

Hoy, considerar únicamente la frecuencia como factor de rendimiento es totalmente erróneo.
Teniendo presente que por cada ciclo se puede transmitir mas una instrucción se comenzó a calcular el rendimiento como el producto de la frecuencia por el número de instrucciones que maneja por ciclo el procesador . La definimos como parámetro principal del rendimiento del computador al tiempo que se demora en realizar una determinada tarea. Cuanto menor sea ese tiempo mayor será el rendimiento .
El rendimiento del microprocesador es uno (si no el más importante) de los factores para determinar el rendimiento de una PC . Si bien otros componentes son importantes (como la memoria RAM , la velocidad del disco duro, la placa base, la placa de video, etc) el rendimiento de la CPU es fundamental ya que esta se comporta como un director de orquesta que hace funcionar a todos los componentes. ¿Qué es? La función time de Unix produce una salida de la forma: 90.7u 12.9s 2:39 65%, donde:

Tiempo de CPU del usuario = 90.7 segundos
Tiempo de CPU utilizado por el sistema = 12.9 segundos
Tiempo de CPU= 90.7 seg.+ 12.9seg = 103.6
Tiempo de respuesta = 2 minutos 39 segundos =159 segundos
Tiempo de CPU = 65% del tiempo de respuesta = 159 segundos*0.65 = 103.6
Tiempo esperando operaciones de E/S y/o el tiempo ejecutando otras tareas 35% del tiempo de respuesta = 159 segundos*0.35 = 55.6 segundos 4.1 Tiempo de ejecución

El tiempo que tarda un programa en ser ejecutado por un computador puede ser difícil de medir, debido a los Sistemas Operativos Multitarea y a los dispositivos de E/S, que tienen tiempos de respuesta que son independientes de la frecuencia de reloj del ordenador. Por ello es necesario diferenciar entre el tiempo que tarda una CPU en ejecutar el código de un programa, el tiempo que utiliza el S.O. para realizar sus tareas, y el tiempo necesario para acceder a los dispositivos de E/S.
El tiempo de ejecución de un programa lo dividiremos en las siguientes componentes:
El patrón de medida más significativo es el conjunto de programas reales que se ejecutan en los procesadores. Fijar de la forma más objetiva posible los patrones o programas respecto a los cuales se mida el rendimiento de un procesador será pues una tarea polémica y siempre cuestionada por la comunidad de interesados en los resultados de la medida El tiempo es la unidad de medida por excelencia cuando se comparan varios procesadores, aunque no siempre coincidan los puntos de vista de los diferentes observadores. Así, el usuario de un procesador puede decir que el procesador A es mejor que el procesador B cuando A ejecuta su programa en menor tiempo que B. En ambos casos la clave es el tiempo: el procesador que realiza la misma cantidad de trabajo en el menor tiempo posible será el más rápido, la diferencia estriba en si medimos una tarea (tiempo de respuesta) o muchas (productividad). 1. Introducción

Cuando vamos a adquirir un computador, es interesante que conozcamos el rendimiento que nos va a ofrecer.

A la hora de diseñar un computador, es interesante contar con herramientas que nos permitan evaluar sus prestaciones con objeto de ponderar la relación
coste / rendimiento del mismo.

Vamos a estudiar algunas formas de caracterizar el rendimiento de un
computador. El número medio de ciclos por instrucción vendrá dado por: NI: depende del compilador y la arquitectura utilizada, y se expresa en
instrucciones/programa
CPI: depende de la arquitectura y estructura (organización) de la máquina, y se expresa en ciclos de reloj/instrucción
Tc: Depende de la estructura y la tecnología de la máquina, y se expresa en segundos/ciclo de reloj Además del número de ciclos de reloj que necesita la ejecución de un programa, también se puede medir el número de instrucciones NI ejecutadas, y podremos calcular el número medio de Ciclos de reloj por Instrucción o CPI como: donde Fc = Frecuencia_de_reloj = 1/Tc El tiempo de respuesta se utiliza como medida del rendimiento del sistema (con el sistema no cargado), mientras que el rendimiento de la CPU normalmente hace referencia al tiempo de CPU del usuario sobre un sistema no cargado.

El tiempo de CPU de un programa podemos expresarlo como:
Tiempo_de_CPU = Número_de_ciclos_de_reloj_de_la_ CPU • Tc
donde Tc = Duración_del_ciclo_de_reloj Tiempo de respuesta
Es el tiempo necesario para completar una tarea, incluyendo los accesos al disco, a la memoria, las actividades de E/S y los gastos del S.O. Es el tiempo que percibe el usuario.

Tiempo de CPU
Es el tiempo que tarda en ejecutarse un programa, sin tener en cuenta el tiempo de espera debido a la E/S o el tiempo utilizado para ejecutar otros programas. Se divide en:

Tiempo de CPU utilizado por el usuario. Es el tiempo que la CPU utiliza para ejecutar el programa del usuario. No se tiene en cuenta el tiempo de espera debido a la E/S o el tiempo utilizado para ejecutar otros programas
Tiempo de CPU utilizado por el S.O. Es el tiempo que el S.O emplea para realizar su gestión interna. 4. Medidas del rendimiento de un computador Cuando se quieren comparar diferentes procesadores es necesario establecer el criterio de medida que permita cuantificar los resultados de la comparación. En este sentido existen dos conceptos que conviene aclarar previamente: la unidad de medida y el patrón de medida. El primero se refiere a la métrica utilizada para cuantificar la comparación. Y el segundo a la carga de trabajo respecto a la que se realiza la comparación. Donde NIi representa el número de veces que el grupo de instrucciones i es ejecutado en un programa, y CPIi representa el número medio de ciclos de reloj para el conjunto de instrucciones i.

El tiempo de CPU se evalúa en este caso mediante una de las 2 siguientes expresiones: En determinadas situaciones de diseño puede ser útil calcular el número total de ciclos de reloj de la CPU como: 3 Definición de rendimiento

El concepto de rendimiento se puede percibir desde diferentes puntos de vista:
• Tiempo de respuesta: velocidad (tiempo) de ejecución.
• Productividad: Número de tareas completadas en la unidad de tiempo.

Consideraremos el rendimiento desde la perspectiva del tiempo de ejecución:



La máquina X es n veces más rápida que la máquina Y si:




El tiempo de ejecución y el rendimiento son recíprocos: aumentar el
rendimiento implica disminuir el tiempo de ejecución. Velocidad Procesador Por ejemplo un programa que permite ver esta acción:
CPU Speed Professional es un programa gratuito para Windows que nos permitirá medir la velocidad real de nuestro procesador (Intel o AMD) bajo una interfaz muy intuitiva que simula el tablero de un automóvil. La aplicación además nos mostrará más información relacionada con el micro y si lo deseamos podremos comparar su velocidad en un ranking mundial. Ver la velocidad real del procesador Asimismo, debes saber que la velocidad de la CPU es sólo comparable entre procesadores del mismo tipo - es un mito que una CPU con más "hertz" es más rápida que otra de diferente marca con menos ciclos por segundo, ya que esta otra podría ser más eficiente en cada ciclo, realizando más tareas en cada uno de estos.

Y por otro lado, la velocidad final del sistema, en este caso la computadora, viene determinada por una serie de otros factores, como la tarjeta gráfica, la memoria RAM, el bus de la CPU, el cache, etc... La velocidad de la CPU o procesador en una computadora se mide en ciclos por segundo, dado el tipo de operación sincrónica de los procesadores (su ciclo de operación se ajusta a los componentes o partes más lentas del mismo para permitir su correcto funcionamiento). Las medidas que seguro habrás escuchado es la de megahertz (MHz, millones de ciclos o Hertz por segundo), o gigahertz (GHz, mil millones de ciclos o Hertz). Como medir la velocidad del procesador Las frecuencias de reloj de la PC en la historia La primera PC comercial, la Altair, usaba un microprocesador Intel 8080 con una frecuencia de reloj de 2 MHz. La IBM PC original de 1981 tenía una frecuencia de reloj de 4,77 MHz x seg Para 1995, las Pentium de Intel llegaban a 100 MHz, y en 2002, Intel introdujo el primer procesador en llegar a 3 GHz, el Pentium 4. La aplicación se llama CrystalCPUID, es portable y compatible con todas las versiones de Windows. CPU Speed Professional Tiene un tamaño de 1,5 MB y es compatible con Windows 2000/XP y Vista.

Sólo lo menciono como curiosidad por el diseño y el ranking que genera, ya que existen otras aplicaciones más livianas y mejores que permiten obtener información detallada del procesador, por ejemplo una de ellas fue mencionada hace algunos días en Kabytes: Velocidad o frecuencia de reloj de un procesador: La frecuencia de reloj indica la velocidad a la que un ordenador realiza sus operaciones más básicas, como sumar dos números o transferir el valor de un registro a otro. Se mide en ciclos por segundo (hercios).
La frecuencia de reloj es la velocidad en ciclos por segundo (medidas en hercios) con que una computadora realiza las operaciones más básicas. Diferentes chips en la placa madre pueden tener diferentes frecuencias de reloj. En general, en computación, cuando se habla de "la frecuencia de reloj", se está haciendo referencia a la velocidad del CPU (el microprocesador). ¿Qué es ? Que es ? Cuando vamos a adquirir un computador, es interesante que conozcamos el rendimiento que nos va a ofrecer.A la hora de diseñar un computador, es interesante contar con herramientas que nos permitan evaluar sus prestaciones con objeto de ponderar la relación coste / rendimiento del mismo.Vamos a estudiar algunas formas de caracterizar el rendimiento de un
computador. Introducción Gracias
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