流水线效率计算公式_网络工程师考试常用计算公式汇总(一)

一、单位的换算

1字节(B)=8bit 1KB=1024字节 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB

通信单位中 K=千 , M = 百万
计算机单位中 K=2^10 , M= 2^20
倍数刚好是1.024的幂 ^ 为次方; /为除 ; *为乘 ; (X/X)为单位

二、计算总线数据传输速率
总线数据传输速率=时钟频率(Mhz)/每个总线包含的时钟周期数*每个总线周期传送的字节数(b)

三、计算系统速度
每秒指令数=时钟频率/每个总线包含时钟周期数/指令平均占用总线周期数
平均总线周期数=所有指令类别相加(平均总线周期数*使用频度)
控制程序所包含的总线周期数=(指令数*总线周期数/指令)
指令数=指令条数*使用频度/总指令使用频度
每秒总线周期数=主频/时钟周期
FSB带宽=FSB频率*FSB位宽/8

四、计算机执行程序所需时间
P=I*CPI*T
执行程序所需时间=编译后产生的机器指令数*指令所需平均周期数*每个机器周期时间

五、指令码长
定长编码: 码长>=log2
变长编码:将每个码长*频度,再累加其和
平均码长=每个码长*频度

六、流水线计算

流水线周期值等于最慢的那个指令周期

流水线执行时间=首条指令的执行时间+（指令总数－1）*流水线周期值

流水线吞吐率=任务数/完成时间

流水线加速比=不采用流水线的执行时间/采用流水线的执行时间

流水线的总时间＝（指令总数+2）*周期值

七、存储器计算
存储器带宽:每秒能访问的位数 单位ns=10-9秒
存储器带宽=1秒/存储器周期(ns)*每周期可访问的字节数
(随机存取)传输率=1/存储器周期
(非随机存取)读写N位所需的平均时间=平均存取时间+N位/数据传输率
内存片数：（W/w）*（B/b）W、B表示要组成的存储器的字数和位数；
w、b表示内存芯片的字数和位数
存储器地址编码=(第二地址 – 第一地址)+1
{例: [(CFFFFH-90000H)+1] / [(16K*1024)*8bit]}
内存位数：log2（要编址的字或字节数）

八、Cache计算
平均访存时间：Cache命中率 * Cache访问周期时间 + Cache失效率 * 主存访问周期时间
[例: (2%*100ns+98%*10ns)+1/5*(5%*100ns+95%*10ns)=14.7ns ]
映射时,主存和Cache会分成容量相同的组
cache组相联映射主存地址计算
主存地址=(主存容量块数*字块大小)log2 (主存块和cache块容量一致)
[例: 128*4096 = 219(27*212)
主存区号=(主存容量块数 / cache容量块数)log2
Cache访存命中率=cache存取次数/(cache存取次数+主存存取次数)

九、磁带相关性能公式
数据传输速率(B/s)=磁带记录密度(B/mm)*带速(mm/s)
数据块长充=B1(记录数据所需长度)+B2(块间间隔)
B1=(字节数/记录)*块因子/记录密度
读N条记录所需时间:T=S(启停时间)+R+D
R(有效时间)=(N*字节数/记录)/传输速度
D(间隔时间)=块间隔总长/带速=[(N/块化因子)*(块间间隔)]/带速
每块容量=记录长度*块化系数
每块长度=容量/(记录密度)
存储记录的块数=磁带总带长 / (每块长度+每块容量)
磁带容量=每块容量*块数

十、磁盘常见技术指标计算公式

双面盘片要*2 因为最外面是保护面又-2 N*2-2

非格式化容量＝位密度*3.14159*最内圈址径*总磁道数

[例: (250*3.14*10*10*6400) /8/1024/1024 = 59.89MB]

总磁道数=记录面数*磁道密度*(外直径-内直径) /2

[例:8面*8*(30-10) /2*10=6400]

每面磁道数＝(（外径－内径）/2)×道密度

每道位密度不同,容易相同

每道信息量＝内径周长×位密度

[例: 10cm×10×3.14159×250 位/mm ＝78537.5 位/道]

格式化容量＝每道扇区数*扇区容量*总磁道数

[例: (16*512*6400) /1024/1024=50MB]

or

格式化容量＝非格式化容量×0.8

平均传输速率=最内圈直径*位密度*盘片转速

[例: [2*3.14*(100/2)]*250*7200/60/8=1178Kb/s]

数据传输率＝(外圈速率＋内圈速率)/2

外圈速率＝外径周长×位密度×转速

[例:(30cm×10×3.14159×250 位/mm×120转/秒)/8/1024＝3451.4539 KB/s]

内圈速率＝内径周长×位密度×转速

[例: (10cm×10×3.14159×250 位/mm×120转/秒)/8/1024＝1150.4846 KB/s]

数据传输率（3451.4539＋1150.4846）/2=2300.9693 KB/s

存取时间=寻道时间+等待时间

处理时间=等待时间+记录处理时间

(记录处理最少等待时间=0,最长等待时间=磁盘旋转周期 N ms/周[-1:记录道数 )

移动道数(或扇区)=目标磁道(或扇区)-当前磁道(或扇区)

寻道时间=移动道数*每经过一磁道所需时间

等待时间=移动扇区数*每转过一扇区所需时间

读取时间=目标的块数*读一块数据的时间

数据读出时间=等待时间+寻道时间+读取时间

减少等待时间调整读取顺序能加快数据读取时间

平均等待时间=磁盘旋转一周所用时间的一半

(自由选择顺逆时钟时,最长等待时间为半圈,最短为无须旋转.

平均等待时间=(最长时间+最短时间)/2

平均寻道时间=(最大磁道的平均最长寻道时间+最短时间)/2

最大磁道的平均最长寻道时间=(最长外径+圆心)/2