3. CPU性能公式

　　在前面我们利用 Amdahl定律比较两种改进FPSQR操作的效果时，需要知道FPSQR硬件方法和改进FP操作的时间，有时候要直接测出这些时间比较困难。这里我们介绍CPU性能公式方法，即把CPU的执行时间分解成三个独立的部分。如果我们能知道某种方案对这三部分是如何影响的，那么就能知道采用这种方案时整个系统的性能了。
　　我们知道大多数计算机的时钟速度是固定的，它的运行周期称为时钟周期。时钟可以用时钟周期的长度（如2ns）或其频率（如500MHZ）来表示。一个程序所花的CPU时间可以用两种方式来表示：
　　
　　或CPU时间=CPU时钟周期数*时钟周期长
　　除了用时钟周期数来表示一个程序的执行时间外，还可以用指令的条数（IC）来表示一个程序的执行时间。如果我们知道了执行的指令条数和所用的时钟周期数目，就可以算出每条指令的平均时钟周期数CPI：
　　
　　代换可得： CPU时间=IC* CPI *时钟周期长度
　　
　　上式表明，CPU的性能取决于三个要素：①时钟频率；②每条令所花的时钟周期数；③指令条数IC。
　　时钟频率-取决于硬件技术和组织
　　CPI-取决于系统结构组织和指令集
　　指令数目-取决于系统结构的指令集和编译技术
　　有些时候，在CPU的设计中要用到下面一个计算CPU时钟周期总数的方法：
　　
　　其中Ii表示i指令在程序中执行的次数，CPIi表示i指令所需的平均时钟周期数，这个式子可用来表示CPU时间为：
　　其中n为指令种类数。CPI表示为：
　　
　　其中，Ii/IC表示i指令在程序中所占的比例。