系统架构设计师 · 第 2 版 · 2.9

系统性能

辨认概念的职责、条件与关系。案例和未注明原题的练习均为自编教学场景。

预约页面可以提交、通知也能送达,下一步要问的是:在多少请求下,用户等多久,系统能持续完成多少工作?把 CPU 主频、登录人数和响应时间并列写成“性能高”,还不能回答这个问题。它们观察不同对象,时间口径也不同。本节先确定测什么,再用完整条件算;随后看局部优化怎样影响整体,以及一次测试究竟支持什么结论。文中的预约服务与数值变式是教学场景,不是实测业务成绩。

2.9.1 性能指标:先说出测量对象

用户从预约页面看见的是一次请求的体验,路由器看到转发的分组,操作系统看到可运行任务和资源,数据库看到事务。它们会同时参与同一次访问。若网络丢包使页面变慢,页面响应延迟仍是应用端的观察,丢包率仍按网络分组口径测。指标归属回答“在哪个对象上测”,瓶颈排查回答“什么因素造成这个结果”。两种问题可以跨层关联。

七类性能评价对象、网络四观察尺度及功能与耗时判别
七卡是评价对象的对照。重复指标允许出现在不同对象上,卡片不表示七层系统结构。
评价对象本教材典型项目使用时先确定什么
计算机主频、运算速度/精度、内存容量与存取周期、数据处理速率 PDR(Processing Data Rate)、吞吐/响应/利用率、RASIS、扩展能力与性能价格比是部件的时钟、程序的实际耗时,还是容量/质量属性?主频不能独自代表完成同一业务的速度。
路由器设备/端口吞吐、转发能力、丢包、时延/抖动、路由表/队列和协议支持分组大小、方向、流量与负载条件。支持一种协议是能力项,转发多少分组每秒是速率项。
交换机端口/背板吞吐、MAC 表、队列、转发和管理支持端口还是整机;二层设备还是题设的多层交换机。教材历史协议列举不等于每台设备都必须支持。
网络整体设备、网络、应用、用户四种观察尺度哪一段链路或哪条端到端路径。四尺度是看系统的角度,不是四个性能数值。
操作系统响应、吞吐、资源利用、上下文切换、可靠性、可移植性资源与采样窗口;切换次数是观察,不能用固定次数阈值断定所有硬件都已饱和。
DBMS事务处理吞吐、连接上限、表/索引容量与处理能力事务/查询的内容与并发、数据规模、正确结果。连接上限是可配置容量,不等于每秒完成的事务。
Web 服务器并发连接、响应延迟、吞吐量连接、请求还是登录用户;成功业务数还是所有定义内的请求;均值还是分位数。

因此,“链接能正确跳转”首先检验功能正确性;“跳转用了多久”才是另一个耗时指标。一次功能通过不能代替性能测试,性能好也不能代替返回结果正确。数据库调优可以观察宿主 OS 的上下文切换,也可以调查网络时延;教材某道归属题把它们排除出 DBMS 的主要指标,并没有禁止工程排查。

吞吐、响应与在途量:三个量要在同一个框里

在预约服务边界内,先把排队与服务都纳入请求逗留时间。用 X 表示同类请求的长期有效完成率(请求/s),R 表示平均逗留时间(s),N 表示系统内平均在途请求数(请求)。在稳定、同边界、同类流量与合适长期平均的条件下,Little 关系为 N=X×R。有拒绝或失败时,先说明它们有没有进入所选系统及计数范围,不能随手把成功预约数、瞬时登录数和 p95 响应拼成同一个公式。MIT 的排队关系说明也明确区分系统与纯队列,以及真正进入系统的有效率。

请求边界、Little平均量关系、固定吞吐变式与含思考时间的闭环
计算的是同一边界里的平均请求量。系统外用户思考不并入这里的R。

先求一个完整例子的平均在途量:已知稳定完成率 X=100请求/s、平均响应 R=200ms,并且两者来自上述同一边界。单位先换成 200ms=0.2s,再代入 N=(100请求/s)×0.2s=20请求。秒消掉,留下请求数,结果精确。这里的 20 是平均在途请求,包含排队和正在服务的请求;不要求每一瞬间恰好有 20 个请求。

现在只改变平均响应到 0.5s,仍给出 X=100请求/s,则 N=100×0.5=50请求,是原平均量的 2.5 倍。若题目反而给“平均在途仍为 20,平均响应为 0.5s”,同样的边界关系给 X=20/0.5=40请求/s。两个变式固定了不同变量,不能概括成“响应一变大,吞吐或在途必按某条普遍曲线变化”。具体负载曲线还取决于资源、队列、拒绝与系统实现。

把对象改为 100 个在线用户,情况又变了。假定这是封闭用户群,每人至多一个请求在途,收到响应后平均思考 Z=9.8s 再发下一次请求,系统内平均响应 R=0.2s。每个用户的平均周期是 Z+R=10s,所以系统完成率 X=M/(Z+R)=100/10=10请求/s;系统内平均请求数仍用 Little,得到 N=10×0.2=2请求。另有平均 10×9.8=98 个用户在系统外思考,2+98 回到总用户 100。直接算 100/0.2=500 的误用,是把全部在线用户都当成系统内在途请求并漏掉思考时间。

资源指标要换另一种分子。仍设稳定 X=100请求/s,但给单 CPU 每请求平均耗用 D=4ms=0.004s,且该 CPU 只承担这类请求、没有其它后台忙时间。每秒忙时间为 100×0.004=0.4s,CPU 利用率 U=XD=40%;只考虑 CPU 工时的理想吞吐上界是 1/D=250请求/s。若只把 D 改为 8ms,则同 X 下贡献为 80%,理想 CPU 上界为 125请求/s。这里 R 含等待,不能代替 CPU 服务需求 D;后台存在时,XD 只是这一类请求的忙时间贡献,不能冒称总 CPU 利用率。其它资源、正确性或延迟目标也可能使实际容量低于这个理想上界。

内存占用的分子是容量。6GiB 已占、总容量 8GiB,在相同统计定义下为 6/8=75%;把 6GiB 除以响应秒数不能得到这个容量比例。多核 CPU 百分比也要说明是按单核还是全部核归一化,不能把百分数名称相同当成口径相同。

长期平均请求关系与CPU和内存资源观察分别建模
虚线否定替代:在线用户、连接数和p95不能直接填进同边界长期均值公式。

RASIS 与可用性:正常时间、恢复时间先分开

本教材的计算机评价表用 RASIS 合并五项属性:可靠性 Reliability、可用性 Availability、可维护性 Serviceability、完整性 Integrity、安全性 Security。它是一组评价维度,不是系统生命周期的五个阶段,也没有包含本表另列的可扩充性。这里的 Security 不应改成嵌入式讨论人身风险的 Safety;后者在 2.4 的失效后果与安全设计中按另一问题讨论。

可靠度 R(t) 描述规定条件下连续无故障到时间 t 的概率;可用度描述所选时间范围里处于可用状态的比例。频繁故障但迅速恢复的系统可能有较高可用度,仍不能据此保证某段连续运行不发生故障。恢复时间是否包含发现、切换和重新提供服务,也会改变结果。

RASIS五属性与正常运行、恢复及完整循环三种已核时间口径
中间块宽是周期关系示意,三计算板各自给条件;第3板的990h含停机,不能代替第1板正常段。

先不用有多种约定的缩写。设可修复系统长期平均正常段为 U=990h、平均不可用段为 D=10h,完整平均循环为 C=U+D=1000h;本例 D 已含该边界内全部不可用时间,不再另加停机。要算长期时间可用度,正常时间占完整循环,故 A=U/(U+D)=990/(990+10)=0.99=99%。小时相消,结果是无量纲比例。只改恢复段为 1h,正常段仍 990h,则 A=990/(990+1)=990/991≈99.899%,百分数按三位小数四舍五入;仍有非零不可用时间,不能说 100%。

若给的是“完整平均循环 990h,其中不可用 10h”,分母已经含 D。先求 U=C−D=990−10=980h,再算 A=U/C=980/990≈98.990%。如果又把 990 当正常段写成 990/(990+10),就改变了原题的分子、分母口径。所谓 MTBF 有时指平均正常运行时间,有时教材题明确指无故障与修复之和;前一种才能直接放进 MTBF/(MTBF+D),后一种则用 (MTBF−D)/MTBF。先读定义,不按缩写外形选公式。AWS 的可用性说明按正常运行与恢复的周期建模,NIST 的常率修复模型另给运行暴露时间的 MTBF 估计口径,都需要其自身定义。

观测窗口题可直接算时间比例:连续统计 30天,即 30×24=720h,定义内不可用共 2h,则 A=(720−2)/720=359/360≈99.722%;只改成 1h,则 719/720≈99.861%。这不是根据平均周期估计每次故障相同,也不是把“成功请求数/请求总数”自动转换为时间可用度。以请求成功率定义的业务指标可以使用,但必须另写分子分母。

同一字母在不同模型里可以重用。本页的 CPU 利用率 U 是无量纲比例,刚才的正常段 U 是小时;请求响应 R 是秒,可靠度 R(t) 是概率。先写定义与单位,才能知道当前式子里的字母在量什么。

2.9.2 性能计算:从指令耗时到整项任务

预约查询可以调用很多种指令。判断运算速度时,先确定题目给的是时钟周期、机器周期,还是一条指令的实际时间。对题设固定的顺序执行模型,T=指令数×平均CPI/时钟频率 中 CPI 是每指令平均时钟周期,频率用 Hz,T 用秒。时钟频率提高或 CPI 降低是否带来相同比例的业务收益,还取决于指令数、等待及模型是否保持。现代流水、超标量等实现可使平均 CPI 小于 1,不能把某道基本指令题的模型当作所有处理器的固定规律。

机器周期换算与按指令数量加权的两块独立演算板
左题给机器周期时长,右题给每类指令耗时。右边数量权重先平均耗时,再求速率。

先算基本指令的 MIPS。这是对旧题数据作执行条件补全的改编:每条指定基本指令占 5 个机器周期,每机器周期 3μs;顺序执行,无重叠。所求是这个模型的指令完成率。t=5机器周期/条×3μs/机器周期=15μs/条=15×10⁻⁶s/条。于是每秒指令数为 1/t≈66666.667条/s,再以百万条/s 为单位,MIPS=1/(t×10⁶)=1/15≈0.067MIPS。这里的 0.067 按三位小数近似,精确值为 1/15。若改成 4 机器周期/条、500ns/机器周期,t=2000ns=2μs,得 0.5MIPS。只知道“5机器周期”不能直接写 CPI=5,除非另给一个机器周期就是一个时钟周期。

再把指令种类加入。固定顺序执行,无重叠、无相互干扰;按指令数量统计,75% 每条 1μs,25% 每条 5μs。平均每条耗时是 t̄=0.75×1+0.25×5=2μs/条。用 100 条作第二种核验,75 条耗 75μs,25 条耗 125μs,总共 200μs;MIPS=100/(200×10⁻⁶)/10⁶=0.5。若数量权重改为 25% 与 75%,平均耗时 4μs,得 0.25MIPS。不能把 1MIPS 与 0.2MIPS 按原数量权重平均成 0.8:慢指令占的运行时间更长。若权重本来就是运行时间份额,则可以按时间份额平均同口径速率;禁止的是把两种权重混用。

教材的“吉普森混合”采用代表性指令混合衡量处理器,不等于任何应用都拥有该混合。MIPS 数指令,MFLOPS 数浮点运算,也没有固定的一条指令等于一次 FLOP 的换算。自编例:规定口径下完成 600 万次浮点运算耗 0.2s,MFLOPS=6×10⁶/0.2/10⁶=30;只把耗时改为 0.1s,得 60MFLOPS。未给指令与浮点运算对应关系,不能用这两个结果反推 MIPS。不同指令集或不同程序之间也不能只按一个 MIPS 数字宣布业务更快。

理论峰值描述指定理想条件下的能力;持续成绩来自给定程序、负载、环境和统计窗口。刚才固定执行模型的纸上计算没有完成真实机器测试,不能把它直接标成实测持续性能。

教材把计算与测量方法概括为定义法、公式法、程序检测法、仪器检测法:分别从指标定义计数、按适用关系推导、运行指定测试程序、用测量设备观察。它们按取得结果的途径区分;写出一个公式不能代替实际程序或仪器测试。

指令计数、数量混合与多任务排程的三条建模分支
先辨认对象、单位和资源,再分别计算CPU时间、平均耗时或排程下界;三个分支不是执行先后。

CPU 与 I/O:先给下界,再构造能实现的排程

一批任务的周转时间不能把 CPU 与 I/O 工时全加起来,因为独立设备可重叠工作;也不能只算 CPU 总工时,因为任务可能还没到达或正在等 I/O。以下是对残缺旧记录另写的补全改编,没有冒称恢复原题最后一段:1 个 CPU、1 个独立 I/O 设备,各段不可抢占,切换开销为 0,除任务内顺序外没有额外依赖。P1 在 0ms 到达,依次 CPU40→I/O60→CPU40;P2 在 20ms 到达,依次 CPU100→I/O40→CPU40。求从 0ms 到两任务都结束的最短时间。

单CPU、独立I/O、不可抢占条件下的五行资源表与到达时间变式
每行列出同一区间的CPU与I/O任务;P2第1段在100ms前后连续。表格行高不表示时长,CPU总工时只提供待构造达到的下界。

CPU 工时合计 40+40+100+40=220ms,故所有可行排程至少 220ms。构造如下:CPU 在 0–40 执行 P1,40–140 执行 P2,140–180 执行 P1,180–220 执行 P2;I/O 在 40–100 执行 P1,140–180 执行 P2。P1 的第二 CPU 段虽在 100ms 已准备好,但 P2 的不可抢占 CPU 段要到 140ms 才结束。每条任务链、到达时间和资源互斥都满足,且 CPU 全程忙,所以达到下界,最短完成时间是 220ms。

这段窗口的 CPU 利用率为 220/220=100%,I/O 利用率为 (60+40)/220≈45.455%;两任务的批次完成率是 2/0.22≈9.091任务/s。后者描述这批任务与这个窗口,不能直接声称长期系统容量就是该数。

只把 P2 到达改为 200ms,P1 可在 CPU0–40、I/O40–100、CPU100–140 完成。P2 在 CPU200–300、I/O300–340、CPU340–380 完成。它的链长 180ms、到达 200ms,给出下界 200+180=380ms;构造正好达到,最短 380ms,CPU 利用率 220/380≈57.895%。此时 220ms 总 CPU 工时仍正确,却达不到。把条件改成抢占、共享另一设备或加切换耗时,应重新建模,不能沿用原时间线。资源与状态机制可回看 2.3 操作系统。

Amdahl:局部变快,先追踪原来的时间份额

现在优化同一次预约工作:原总耗时 T₀=100s,其中可优化部分 60s,未优化部分 40s。条件是固定同一工作量,局部速度变成原 5 倍,未改部分耗时保持,无新增开销。定义 f 为可优化部分占原总时间的比例,k 为该部分的局部速度比,两者无量纲;本例 f=0.6、k=5。求整体速度比,需要先算新的总耗时。

同一任务的未改40秒与可改60秒逐段演算为40加12秒
独立数字板用加法和除法说明耗时变化;没有用板宽编码时间。

T₁=40s+60s/5=52s,所以 S=T₀/T₁=100/52=25/13≈1.923。通式从同一原基准拆开:T₁=T₀[(1−f)+f/k],约掉 T₀ 后为 S=1/[(1−f)+f/k]。整体提高到约 1.923 倍,耗时下降 48%;速度增长约 92.308%。二者分母不同,不能把下降百分数直接当速度增长百分数。新可改段占比是 12/52=3/13≈23.077%,不能用它替换原 f。

只把原可改比例变成 0.8,原任务仍 100s、k 仍 5,则新耗时 20+80/5=36s,整体比 100/36=25/9≈2.778。这说明决定收益的是局部倍数及原时间份额一起,而非局部倍数单独。回看极端:f=0 或 k=1,S=1;f=1,S=k;0≤f<1 且 k 趋向无穷时,S→1/(1−f),本例趋向 2.5,有限 k=5 的 1.923 还未达到。未改进部分可能包括串行代码、等待或其它未优化工作,题设没有授权把它一律叫“串行部分”。

题目若换成“优化后总共 100s,其中优化段占 60s”,给的是新的比例 q=0.6,不能套进刚才的原 f。仍给局部 k=5、未改段不变,逆推原可改段为 60×5=300s,原未改段 40s,原总 300+40=340s;S=340/100=3.4,原 f 为 300/340=15/17≈88.235%。

已知优化后100秒及新比例0.6时逆推原340秒和整体3.4倍
箭头是逆推耗时,不是时间轴;q用新分母,f用原分母。

把新基准一般化:设新总 T₁,新可改为 qT₁,则原总为 kqT₁+(1−q)T₁,故 S=1+q(k−1),原比例 f=kq/[1+q(k−1)]。只改 q 为 0.2、k 仍 5,得到 S=1.8、f=5/9≈55.556%。这仍是同一固定任务的原新时间换算,未引入另一个定律或随资源扩大任务量的条件。

多处改进:互斥、包含与连续基准

把原 100s 分成互斥的 A60s、B20s、其余20s;A 局部 5 倍,B 局部 2 倍,无新增开销。三块原时间不重叠,分别除以各自速度比,再相加:T₁=60/5+20/2+20=42s,整体 S=100/42=50/21≈2.381。如果新增优化开销 8s,则总耗时改为 50s、整体比降为 2;忽略开销就换了条件。

原任务互斥分区与B包含在A中的两个不同模型,以及顺次优化的连续分母
交区的10倍效果是本例明确给定,不能仅由两个优化名称推出;连续基准的整体速度比可以相乘。

条件改成 B20s 位于 A60s 内时,需要重拆互斥片:仅 A40s、交区20s、未改40s。再明确给定交区组合效果为 10 倍,才有 T₁=40/5+20/10+40=50s,S=2。若组合效果未知,就不能自行乘 5×2;把 A60、B20、未改40 直接相加会把交区重复算一遍。

再回到最初互斥情况,按顺次改进理解:先仅改 A,新总 T₁=60/5+20+20=52s。第二次改 B 时,它占这一步原总的 20/52=5/13,而不是 20/100。第一次整体比 S₁=T₀/T₁=25/13,第二次整体比 S₂=T₁/T₂=52/42=26/21;连续分母相消,S₁S₂=T₀/T₂=50/21。所以不能笼统说整体比“绝不能相乘”;不能盲乘的是两个各自都基于同一最初任务、却假装第二次份额仍未变化的单独收益。

题给扩展模型:极限未必是上界

旧练习给相对性能模型 P(n)=n/[1+(n−1)a]。这里 n 是正整数处理器数,P(1)=1,P 与题给常数 a 无量纲,本节讨论 a≥0;它是题设模型,不是对任意硬件测出的普遍性能曲线。改写成 P(n)=1/[a+(1−a)/n],更容易看出扩大 n 后的趋势。

固定常数模型的定义、代入、0小于a小于1的上界及三个边界情形
只有范围0<a<1才有递增且有限n低于1/a;其它卡分别改变a条件。

设 a=0.1:P(4)=4/1.3=40/13≈3.077,P(10)=10/1.9=100/19≈5.263;比值结果按三位小数近似。若 0<a<1,分母随 n 增大而减小,但始终大于 a,故 P 严格递增、P(n)<1/a,趋向 1/a。本例上确界为 10,有限 n 不能达到。只把 a 改成 0.2,则上确界改为 5。

改变范围会改变结论:a=0 时 P(n)=n,无有限上界;a=1 时 P(n)=1,已经等于 1/a;a>1 时,分母从 1 向 a 增大,P 递减,趋向 1/a,但 P(1)=1>1/a,所以极限不是这串性能值的上界。不能只求到“1/a”就无条件回答最高性能,也不能未经题设解释,把 a 精确认作通信延迟或串行代码比例。

2.9.3 性能设计:给调优建立可比较的边界

前面的 Amdahl 时间分解正式对应教材这里的“阿姆达尔解决方案”。它帮助判断局部改进的可能收益;实际设计还要证明确有那段耗时,以及新方案有没有增加其它开销。预约变慢时,先给三个输入:资源与业务约束、指定工作负载、性能目标。负载应说明数据规模、请求内容与发起方式;目标应说明吞吐、时延、错误或可用性如何统计。没有这些输入,修改前后两个数字很难支持同一个结论。

约束负载目标汇入受控调优闭环,数据库应用和网络按对象并列
收集→分析→配置→测试→重新收集。三对象可以同时影响一次预约,不能按左右位置读成三个执行阶段。

教材循环是收集、分析、配置、测试。收集服务侧和资源侧证据,包括延迟分布、完成/错误数量、资源窗口、等待状态与配置;分析具体时间花在哪里,形成可验证的假设;配置按该假设调整设计或参数;测试在相同计数定义和可比较负载下,检查正确结果与性能是否达标,再收集证据看瓶颈是否转移。受控试验要能归因,常用小范围变化;比较一组预先设计的配置也可以,不必把“受控”解释成任何试验永远只能改一个参数。

数据库调优看 CPU/内存、数据库设计与管理、进程/线程状态、磁盘剩余空间、日志等;应用调优看可用性、响应时间、并发用户与特定应用资源。网络吞吐配置通常不是 DBMS 内部参数,却可以影响用户端时延。缓存容量、线程数或连接上限加大都有资源代价;例如 PostgreSQL 的连接配置说明 max_connections 关联资源分配,不能据此推成加连接必增 TPS。

CPU 饱和是观察结果。要区分确实需要更多算力,还是当前查询/算法消耗了本可避免的计算;活动查询还可能在等锁或 I/O。平均响应快,也可能同时存在一批很慢的请求。Google SRE 的监视讨论区分症状与原因,并提醒均值不能代替尾延迟。沿同一负载比较服务表现与内部证据,才知道收益能否迁移到实际使用。

跨章学习记录中有至少三次独立错误集中在架构评价的“敏感点”判别。这里补理解调优所需的边界:某参数改变显著影响一个质量属性,可成为敏感点;若它同时影响多个质量属性并需要取舍,还需分析权衡。单次修改后某指标变好,不能就把所有参数都称为敏感点。记录是哪种负载、哪个参数、影响了哪个属性,才能回到原评价场景。架构评价的完整方法仍留在对应章节,本节不把它新增为正式2.9.5。

设计输入和收集分析配置测试的反馈循环
反馈是重新采样比较,不保证任意一次配置必然提速。

2.9.4 性能评估:选工作负载,再解释分数

评估要服务一个具体目的:比较候选系统、检查容量边界,或验证持续运行。按目的选度量项目,通过模型和实验检测,解释结果并形成记录;一个最高分数不自动回答所有业务问题。教材列出的四种评价程序、标准化套件、Web 测试目的、系统监视途径,使用不同分类轴。

四评价程序、SPEC与TPC任务域、Web测试目的和监视途径四个独立横带
四带分别回答采用何种程序、遵循什么测试域、为哪种目的测试、怎样获得证据;没有跨带先后流程。
教材评价程序如何选取可以怎样理解代表性
真实程序运行实际目标应用更接近该目标,仍要给实际数据与负载。
核心程序抽取应用中频繁使用的关键部分有代表性但省略其它路径与交互。
小型基准程序以小程序集中测试某类操作容易重复,覆盖范围更窄。
合成基准程序按规定混合构造测试负载便于比较,混合是否代表目标仍须判断。

教材按上述顺序概括评测准确程度递减,理解为相对于目标真实负载的通常代表性,不能宣布所有真实程序结果都比任何规范测试更精确。Dhrystone 主要是整数类基准,Linpack、Whetstone 属浮点测试;SPEC 与 TPC 是规定工作负载和规则的套件体系,不能拿“SPEC综合”取代教材第四类,也不能把不同套件分数直接互换。

SPEC CPU2017侧重处理器、内存层次与编译器,SPECspeed 关注规定任务耗时,SPECrate 关注多副本吞吐;它不以网络、图形或 I/O 压力作为该套件目标。TPC-C Revision5.11则规定事务混合,tpmC 数每分钟 New-Order 事务的规范计入完成量,包含该规范指定的回滚范围;它不是五类事务总数,也不是所有 TPC 产品统一使用的指标。tpmC 数量还必须在响应时间及其它规则条件下解释,不能以最高瞬时数字冒称合规评测。

一个“平均”也可能改变比较目的。完整自编例:同样两个任务,参照机 A 耗时 10s 与 20s,待测机 B 为 5s 与 40s。定义 B 相对 A 的速度比为 A时间/B时间,分别得 2 与 0.5。若当前评分规则要求等权几何均值,则 G=√(2×0.5)=1,无量纲;算术平均 1.25 不是这个 G。交换参照后两比变成 0.5 与 2,G 仍为 1,而算术均值仍是 1.25,无法与原算术结果互为倒数。

若实际业务是两任务各串行执行一次、没有重叠或额外耗时,应直接加工作时间:A总=10+20=30s,B总=5+40=45s,批次速度比 30/45=2/3。若改成第一任务执行 9 次、第二任务 1 次,A总=9×10+20=110s,B总=9×5+40=85s,批次比 110/85=22/17≈1.294。几何均值 G 仍按原评分任务等权求;业务组合已经改变,不能从 G=1推得任意组合一样快。若业务改并行执行,必须按资源与排程重新求完成时间,不能再无条件加总。SPEC CPU2017 套件归一化比值用几何均值,不代表所有性能指标都应这样平均。

Web 测试另按目的分:基准性能测试在可比较负载下建立参照;压力测试观察高负载、极限与退化;可靠性测试观察持续运行及故障表现。三者可以共用并发连接、响应延迟、吞吐等指标,但测试条件与所支持的结论不同。“链接跳转是否正确”是功能检查;衡量跳转耗时需增加时间测量。可靠性测试通过也不能证明系统永不失效。完整记录至少说明环境/版本、负载、结果正确性、统计窗口、重复规则与限制。

目的负载指标测试条件汇入结果解释与评估记录
监视为测量提供证据;均值、分位数、套件总分各有口径。

监视:命令、日志与集成工具可以组合

教材的三个途径为系统命令、系统记录文件,以及集成命令/记录/可视化的工具。ps 观察进程,last 查登录历史,netstat 观察网络连接等;Perfmon 是 Windows 的计数器/监视工具。它们服务不同对象,工具名称不是独立性能指标,也不是三个必须依次执行的阶段。

累计日志能回看已发生的事件,采样工具能观察当前窗口,集成界面可把多类证据关联。解释 CPU 百分数要用对应窗口的计数变化,并说明核归一化;Linux iowait 有多核与计数限制,不能凭一个字段直接确认磁盘根因。数据库的累计统计也可能延迟刷新或在事务中缓存,不能把两个不同快照随意当成严格同一时刻。归档满了是否覆盖、停采或轮转,检查点怎么触发,均需特定系统策略;本节不采用“所有日志满必全停”一类无实现条件的规则。

已核数学扩展:先描述集合与可行约束

旧知识点中把容斥和线性/整数约束编到2.10以后的编号,并不使它们成为本教材新增小节。以下按 Goal 纳入已核扩展,帮助练习“条件改变就改模型”。CSP 推理另有记录,可用完整约束求解;本节不把残缺分支补成原题,也不扩写安全法规、CORBA 或 RAID 的其它整章,相关归属见来源表。

容斥:把重叠计数还原为互斥区域

改编例给全集 100人,A 会 Java 的45人,B 会C语言的53人,C 会Python的55人;|A∩B|=28、|B∩C|=32、|A∩C|=35,均包含三种都会的20人。求都不掌握的人数。人数是集合基数,圆面积不按人数缩放。

全集100人内三个集合及八个互斥区域,输入两两交集包含三交
圆外22仍在全集内;两两透镜的独占人数须先扣掉三交。

先求至少一种:|A∪B∪C|=45+53+55−28−32−35+20=78人;补集为 100−78=22人。一个三者都会的元素,先被三个单集合算3次,再被三对交集减3次,最后加回1次,得到正确一次。用互斥区核验:仅A=2、仅B=13、仅C=8,仅AB=8、仅BC=12、仅AC=15,三交20、补22;八区总和100,回代A=2+8+15+20=45,其余两集合也回到53、55。恰好两种是 8+12+15=35人,不能把两两交集95当成互斥人数。

变式给全集60人,A32/B28/C25,两两AB14/BC12/AC15且含三交6。并集 32+28+25−14−12−15+6=50人,补集10人;互斥单区9/8/4,双区8/6/9,三交6,合50人,另加10回60。若把原28/32/35改为“只会这两种、不含第三种”,却仍保留原单集合和三交20,则仅A=45−28−35−20=−38,数据矛盾。此时不是换个容斥符号便能得到合法人数,必须先查清输入语义。

线性目标与整数约束:上界还要有可行点达到

改编完整数学模型:x,y为非负整数;x≤4,y≤3,x+2y≤8,最大化 z=2x+3y。这里 x、y 和 z 使用抽象数学单位,没有另给金钱或时间。先暂时放宽为实数,连续可行域的五个顶点为 (0,0)、(4,0)、(4,2)、(2,3)、(0,3),目标分别0/8/14/13/9,连续最优14在(4,2)。该点也是整数,因而整数问题也能达到14。

约束为8时连续松弛的五个顶点、两种目标值及14和11的上界证明
五顶点表比较两种目标;先判可行,目标改变后最优点从(4,2)移到(2,3)。

第二种证明直接用约束:z=1.5(x+2y)+0.5x≤1.5×8+0.5×4=14;(4,2)满足全部条件并取到14,所以最优。点(3,3)虽然算出z=15,却有 3+2×3=9>8,不可行。只有“目标值最大”而不检验约束,会选到不存在的方案。

只换目标为 z=x+3y,约束不变,则 z=(x+2y)+y≤8+3=11;(2,3)可行且达到11。原目标等值线斜率−2/3,新目标为−1/3,更平;变化的是目标权重,不能沿用原(4,2)答案。取到上界的可行点给出了证明,不要求看到第一个角点就宣布唯一解。

再恢复目标 2x+3y,只把约束改为 x+2y≤7。连续可行域五点变为 (0,0)/(4,0)/(4,1.5)/(1,3)/(0,3),连续最优在(4,1.5),z=12.5。y=1.5不满足整数约束,不能直接交这个方案;将y向下取整到(4,1)虽可行,目标只有11。

三种解卡片区分连续最优12.5、变量舍入的次优11和整数最优12,并用四行枚举及上界证明核验
箭头只表示(4,1.5)向下取整到(4,1);整数最优(3,2)由枚举与上界证明得到。
整数y合法最大x该行最大z=2x+3y
048
1411
2312
3111

完整枚举 y 的0–3四种可能,每行取合法最大 x 是因为目标中 x 的系数为正,故整数最优为 (3,2)、z=12。另一证明:连续最优12.5是整数问题的上界,而 2x+3y 在整数x/y下只能是整数,所以 z≤⌊12.5⌋=12;(3,2)达到12。这是对目标上界取整,不是随手舍入连续解的变量。更多变量时可用其它优化方法,本例四行枚举足够,没有“每个整数最优必是原连续边界交点”的通用规则。

回到预约服务,先说出评价对象、请求边界和负载,再比较完成同一工作的时间。资源条件决定能否重叠,原新分母决定怎样计算局部收益,测量与评估规则决定分数支持什么结论。读到新题时,把这些条件写清,公式才有确定的含义。

2.9 速查

先问在哪个对象上测

计算机、路由器、交换机、网络整体、OS、DBMS、Web服务器是评价对象;网络设备/网络/应用/用户是观察尺度。某指标归属与造成它的瓶颈可跨层关联。功能跳转正确与耗时测量各自验证。

回看七对象

容量、能力、完成率分开

内存GiB是容量,协议支持是能力,事务/s是完成率。连接上限或在线人数不能直接替代吞吐;提高上限还可能增加资源消耗。说明请求内容、数据规模和计数范围再比较。

Little用同边界长期均值

N=X×R;N含排队与服务的平均在途量,X为有效请求/s,R为平均逗留秒数,流量稳定且口径相同。100请求/s×200ms=20请求。固定X改R为0.5s得50;固定N20则X=40请求/s。p95不是R。

回看固定量变式

在线用户还可能在思考

封闭100用户、每人至多一个在途,R=0.2s、响应后平均思考Z=9.8s,X=100/(R+Z)=10请求/s;N=XR=2。平均98人在系统外思考,不能用100/0.2代替。

响应时间不等于CPU需求

单CPU无其它忙时间,本类稳定长期实际完成率X=100请求/s、平均D=4ms/request,U=XD=40%,理想CPU容量上界250请求/s;D改8ms为80%及125请求/s。后台存在时XD只是贡献。R含等待,不能代D;多核需注明归一化。

RASIS五属性同轴并列

可靠性、可用性、可维护性、完整性、安全性;这里最后S是Security,不是失效危及人身的Safety。可靠度R(t)是连续无故障概率,可用度看可用状态比例;恢复快不能保证不故障。

回看属性与时间

MTBF先读定义

正常段U990h、不可用D10h:A=990/1000=99%;只改D1h:990/991≈99.899%。若完整循环990h且不可用仍10h,则正常980h,A=980/990≈98.990%。缩写外形不能替代分母定义。

观测窗口用实际停机

30天=720h,定义内不可用2h:718/720≈99.722%;改1h为719/720≈99.861%。请求成功率也可作为业务指标,但它的分子分母不能自动转成时间可用率。

先换每条指令耗时

补全改编给顺序无重叠、5机器周期/条、3μs/周期:15μs/条,MIPS=1/(15×10⁻⁶×10⁶)=1/15≈0.067。4周期×500ns=2μs,得0.5MIPS。机器周期未必等于时钟周期,不能直接写CPI5。

回看单位链

数量权重先平均时间

顺序无重叠,数量75%每条1μs、25%每条5μs,平均2μs,0.5MIPS;互换数量权重得4μs、0.25MIPS。按数量平均1与0.2MIPS成0.8错误。权重若改为时间份额,就要另按时间口径求。

MIPS、MFLOPS与测量途径

600万次规定浮点运算/0.2s=30MFLOPS,耗时0.1s得60;未给指令对应不能反推MIPS。定义法、公式法、程序检测法、仪器检测法按取得结果的途径区分;纸上推算不代表完成实测;本例完成率不能直接推出硬件峰值。

排程:下界加可达构造

补全例1CPU/1独立I/O、各段非抢占、切换0:P1到达0,C40/IO60/C40ms;P2到达20,C100/IO40/C40ms。CPU工时220ms,所给排程无空闲达到220。P2到达改200后,链180给380ms且可达;工时下界不一定可达。

回看资源表和等待

Amdahl的f属于原时间

固定工作,原100s含可改60/未改40,局部k5、未改不变且无新开销:新40+60/5=52s,S=100/52≈1.923;通式1/[(1−f)+f/k]。时间下降48%与速度增加92.308%分母不同。f<1才有k趋∞的有限极限。

回看原新基准

给新比例就逆推原时间

同一工作、无新增开销,优化后100s含可改60/未改40,局部k5、未改不变:原300+40=340s,S3.4,原f=300/340≈88.235%。新q0.6给S=1+q(k−1),不能把q当原f;q改0.2得S1.8。

多改进先拆互斥片

同一工作,未改时间不变、无新增开销。原A60/B20/未改20互斥,局部5/2倍,新12+10+20=42s。B20若包含于A60,须重拆仅A40/交20/未改40,再明确交区10倍,才得8+2+40=50s。未知组合效果不能自行5×2。

回看重叠与分母

连续速度比可消共同分母

回到互斥例,先改A后总52s,再改B后42s;第二次B占20/52,S₁=100/52、S₂=52/42,乘积100/42。两个各自以最初100为基准的独立收益不能盲乘。新增8s开销时42+8=50,整体S=2。

P(n)的上界有参数范围

n正整数,a≥0,P=n/[1+(n−1)a]。0<a<1时递增且有限n低于1/a;a0为n无有限上界,a1恒1,a>1递减且极限1/a不是上界。a0.1给P4≈3.077、P10≈5.263;题给常数不自动代表通信机制。

回看边界反例

调优先给三输入

约束、指定负载、目标汇入收集→分析→配置→测试→重新收集。数据库/应用/网络可同时影响端到端体验。CPU饱和是观察,根因需证据;受控试验要可归因,不把所有实验强制成永远只改一个参数。

回看证据闭环

评价程序、测试域、目的分轴

教材四程序是真实/核心/小型基准/合成基准,目标负载代表性通常递减。SPEC CPU2017区分单任务speed与多副本rate;TPC-C tpmC按规定New-Order事务/min。Web基准/压力/可靠性按目的选,不能互换结论。

回看四条分类轴

几何评分不等于业务总时间

A两任务10/20s、B5/40s:速度比2/.5,等权几何均值1。串行各一次无额外耗时,A30/B45,速度比2/3;第一9次第二1次,A110/B85≈1.294。组合变了,不能沿用评分1推业务同速。

监视工具需窗口和实现

ps进程、last登录、netstat连接;记录文件留历史,Perfmon等工具集成证据。累计计数、延迟刷新、事务快照、多核/iowait有解释边界。不能仅按工具名断根因,也不把日志满必停写成通用规则。

回看观察口径

容斥先确认交集语义

U100,A45/B53/C55,AB28/BC32/AC35均含三交20:并78、补22,恰两种(28−20)+(32−20)+(35−20)=35。改成不含三交的独占输入须重建;保持原单集合会出现负人数,不能套原公式补救。

回看八区回代

规划先可行,再证明上界

非负整数x/y,x≤4 y≤3 x+2y≤8:2x+3y≤14且(4,2)达到。只改目标x+3y≤11且(2,3)达到。(3,3)违反约束,目标再大也不可行。两目标用不同权重,不能共用旧最优点。

回看两个上界

目标上界取整与变量舍入不同

目标恢复2x+3y、约束改x+2y≤7,其余同前:连续最优(4,1.5)为12.5;整数目标≤12,(3,2)达到12。变量下整为(4,1)虽可行却只有11。按y0/1/2/3枚举最大z8/11/12/11即可证明。

2.9 自测

选择后显示解析。题源性质逐题标明;本页作答不回写正式错题本。

已答 0 / 60
01 / 自编 · 指标对象

一次预约响应慢,同时测到网络丢包。怎样描述两指标的关系最准确?

02 / 改编 · Web功能与性能

对Web页面,哪项检查首先回答功能正确性而没有直接测量性能耗时?

03 / 改编 · DBMS指标归属

旧题把上下文切换次数排除出DBMS主要评价指标。工程排查数据库服务变慢时,哪种理解正确?

04 / 自编 · 容量与速率

数据库配置连接上限为100,未提供请求行为和耗时。能直接推出什么?

05 / 改编 · Little同边界均值

稳定同类请求系统中,长期有效完成率100请求/s,平均在系统时间200ms,含等待与服务。平均在途请求数是多少?

06 / 自编 · 改变固定量

稳定同边界长期平均在途请求仍为20,平均逗留时间变为0.5s。有效完成率应为多少?

07 / 自编 · 闭环用户

封闭100用户,每人至多一个请求在途;响应后平均思考9.8s再发请求,平均系统响应0.2s。长期吞吐是多少?

08 / 自编 · CPU后台贡献

单CPU本类请求的稳定长期实际完成率为100请求/s,每请求平均CPU服务需求4ms,另外存在未给忙时间的后台任务。哪项有充分依据?

09 / 自编 · 资源上界

单CPU只服务一种请求,无后台;每请求平均CPU工时8ms。只考虑CPU工时的理想吞吐上界是多少?

10 / 自编 · 内存比例

按同一容量口径,已用内存6GiB,总容量8GiB。占用比例是多少?

11 / 改编 · RASIS

按本教材的RASIS表,最后一个S与哪项对应?

12 / 自编 · 正常段可用性

可修复系统长期平均正常段990h、全部不可用段10h,循环只含两段。时间可用度是多少?

13 / 自编 · 完整循环口径

平均完整正常/恢复循环990h,其中不可用10h。时间可用度近似为多少(百分数三位小数)?

14 / 自编 · 观测窗口

连续观测30天,每天24h;按同一边界累计不可用2h且无重复重叠记时。观测时间可用度近似是多少?

15 / 自编 · 可靠性与可用性

系统故障较频繁,但每次恢复很快,使长期时间可用度较高。哪项结论成立?

16 / 改编 · 机器周期换算

指定基本指令按顺序无重叠执行,每条5机器周期,每周期3μs且固定。其指令速率约为多少MIPS(保留三位小数)?

17 / 自编 · 周期定义

只知道一条指令占5个机器周期,未说明机器周期与时钟周期关系。能否直接写CPI=5?

18 / 自编 · 数量权重

固定顺序执行且无重叠/相互干扰;按指令数量75%每条1μs、25%每条5μs。等效速率为多少MIPS?

19 / 自编 · 混合变式

固定顺序无重叠/相互干扰;数量25%指令每条1μs、75%每条5μs。等效速率为多少MIPS?

20 / 自编 · MFLOPS计数

按明确计数规则完成600万次浮点运算,耗时0.2s。哪项结论有依据?

21 / 改编 · 排程下界与构造

从0ms起,1CPU和1独立I/O,各段不可抢占、切换0。P1到达0:CPU40→I/O60→CPU40;P2到达20:CPU100→I/O40→CPU40(均ms),无其它依赖。最短完工时间是多少?

22 / 自编 · 窗口资源利用率

一批两任务从0ms到220ms完工,唯一I/O设备在40–100与140–180ms忙。该窗口I/O利用率约为多少?

23 / 改编 · 改变到达条件

从0ms起,1CPU和1独立I/O,段非抢占、切换0、无额外依赖。P1到达0:C40→IO60→C40;P2到达200:C100→IO40→C40(ms)。最短完工时间是多少?

24 / 自编 · 调度假设迁移

某非抢占排程中,P1 I/O在100ms完成,但CPU上的P2连续运行40–140ms,故P1等到140。若只取消非抢占假设,哪项最准确?

25 / 改编 · Amdahl原基准

同一固定任务原100s,可改60s、其余40s;可改段速度变原5倍,其余不变、无新开销。整体速度比约为多少?

26 / 自编 · 改变原份额

同一固定任务原100s,其中可改80s、未改20s;局部5倍,其余时间不变、无新开销。整体速度比约为多少?

27 / 自编 · Amdahl新基准

同一任务优化后100s,其中已优化段60s、未改40s;已优化段局部速度提高到原5倍,未改不变、无新开销。整体速度比为多少?

28 / 自编 · 新份额变式

固定任务优化后可改段占新总20%,局部5倍,未改时间不变且无新开销。原总中的可改比例近似为多少?

29 / 自编 · 增幅分母

同一固定任务耗时从100s降到52s。耗时下降百分数与完成率增长百分数分别约为多少?

30 / 自编 · 局部无限加速边界

固定任务原可改比例f=0.6,其余时间不变、无新开销;局部速度比k趋于无穷。整体速度比趋于多少?

31 / 自编 · 互斥多改进

固定原任务100s分互斥A60s、B20s、未改20s。A局部5倍、B局部2倍,无新开销、其余不变。新总耗时是多少?

32 / 自编 · 包含交区

固定原100s,A60s内包含B20s,未改40s。仅A局部5倍,交区组合效果明确给10倍,未改不变、无新开销。新总耗时是多少?

33 / 自编 · 连续分母

互斥原任务A60/B20/其余20s;A局部5倍后总52s,再把B局部2倍,其余保持且无新开销,最终42s。第二步整体速度比应为多少?

34 / 自编 · 新增开销

固定原100s,互斥A60/B20/其余20;局部倍数5/2,未改20s不变;此外优化新增协调开销8s。整体速度比为多少?

35 / 改编 · 题给性能模型

题给P(n)=n/[1+(n−1)a],n为正整数、单CPU相对1、a=0.1。P(10)约是多少?

36 / 自编 · 参数变式

P(n)=n/[1+(n−1)a],n正整数、a=0.2。随着n增大,哪项正确?

37 / 自编 · 极限与上界

仅按数学模型P(n)=n/[1+(n−1)a],n正整数,改取a>1。哪项正确?

38 / 改编 · 调优准备

按本教材,在开始受控性能调整前应明确哪组三输入?

39 / 改编 · 调优反馈

性能调整已经收集、分析并配置,随后完成同口径测试。下一步怎样保持教材的闭环?

40 / 自编 · 实现条件

未说明DBMS实现,只看到“日志文件满了”。哪种结论合适?

41 / 自编 · 观察与根因

固定负载下观测到CPU饱和。哪项是合理的下一步?

42 / 改编 · 敏感点必要扩展

某参数变化经明确场景验证,显著影响一个质量属性。对架构评价敏感点/权衡点的判断,哪项最准确?

43 / 改编 · 四评价程序

按本教材相对目标真实负载的通常代表性,四类评价程序的排列是哪项?

44 / 自编 · SPEC测试域

对于SPEC CPU2017,哪项表述与其所述测试范围匹配?

45 / 自编 · TPC-C计数

在TPC-C Revision5.11规定的事务混合和其它规则下,tpmC指什么?

46 / 改编 · Web测试目的

要研究Web服务器在高负载下的极限与退化,最贴近哪种教材测试目的?

47 / 改编 · 监视对象

按教材命令、记录文件、集成工具三途径,哪项具体对象搭配正确?

48 / 自编 · 几何均值

同样两任务,A耗10/20s、B耗5/40s。定义B相对A速度比为A时间/B时间,评分要求等权几何均值。分数是多少?

49 / 自编 · 实际业务组合

同样两任务,A耗10/20s、B耗5/40s。实际批次各执行一次,串行、无重叠且无额外耗时。B相对A的批次速度比是多少?

50 / 自编 · 改变业务权重

A执行第一/第二任务分别10/20s,B为5/40s。实际串行批第一任务9次、第二1次,无重叠或额外耗时。B相对A速度比约是多少?

51 / 改编 · 三集合容斥

全集100人,A45/B53/C55;两两AB28/BC32/AC35均含三交20。都不属于A/B/C的人数是多少?

52 / 自编 · 恰好两集合

全集100人,A45/B53/C55,两两AB28/BC32/AC35都含三交20。恰好属于两种的人数是多少?

53 / 自编 · 数据可行性

A45/B53/C55人、三者都有20人;又声称“仅AB28、仅BC32、仅AC35”均不含第三者。哪项正确?

54 / 自编 · 容斥变式

全集60人,A32/B28/C25,两两AB14/BC12/AC15均含三交6。都不属于三个集合的人数是多少?

55 / 改编 · 线性整数目标

x/y为非负整数,x≤4、y≤3、x+2y≤8,最大化z=2x+3y。最优方案是哪项?

56 / 自编 · 改变目标权重

非负整数x/y,x≤4、y≤3、x+2y≤8;只改目标为最大化z=x+3y。最优方案是哪项?

57 / 自编 · 先检查可行性

x/y非负整数,x≤4、y≤3、x+2y≤8,最大化2x+3y。有人选(3,3),理由是目标15比14大。问题在哪里?

58 / 自编 · 整数边界变式

非负整数x/y,x≤4、y≤3、x+2y≤7;最大化z=2x+3y。最优值与方案是哪项?

59 / 自编 · 舍入陷阱

约束非负整数x/y、x≤4、y≤3、x+2y≤7,目标2x+3y。连续最优(4,1.5)向下取整成(4,1)。哪项正确?

60 / 自编 · 上界整数性

某整数问题的目标z=2x+3y,x/y为整数;已证明连续放宽最优12.5,且找到可行整数点z12。哪项证明正确?

尚未启用本地进度。

教材对应与来源

本节对应《系统架构设计师教程(第2版)》原文MD3652–3754:2.9.1性能指标、2.9.2性能计算、2.9.3性能设计、2.9.4性能评估。13个阅读知识组展开这四个正式小小节,并按本次任务另列容斥及线性/整数规划数学扩展;没有教材2.10。教材原文(本地取材,未随公开版提供)、原知识点(本地取材,未随公开版提供)与原错题本(本地取材,未随公开版提供)保持只读。Amdahl正式归属2.9.3,文章为解释原新时间先在计算段讲,再由性能设计回指。

本节结合教材、相关试题及跨章支撑解释性能与资源条件,不把检索命中当作完整原卷核验;个人作答与统计记录不公开。

本节自测ID末两位身份与来源边界
02、03、11、38、39、43、46、47改编。Web功能/性能、DBMS指标、RASIS、调优、评价程序和监视的已核教材/旧资料问点。38/39属于教材2.9.3资料改编,不冒称有独立完整旧真题或个人错误事件。04等其它迁移另标自编。
05改编。Little知识与旧教学迁移,补足同边界稳定长期均值;本题自定100请求/s及200ms,不计为新增初答错误或已确认年份真题。
16、21、23、25、35改编。MIPS按2012下本地Q13/原空17数据补顺序无重叠;排程采用末段40ms母题并补资源/抢占/到达/开销,23再改到达条件;Amdahl明确原时间基准;Pn沿已核2010下Q16模型。缺条件处另写完整改编,没有恢复残缺原题。
42改编。跨章敏感点判断补必要边界,不移植完整架构评估章节;三初答只支持该具体判别,不把全部架构评价都计为反复错误。
51、55改编。三集合母题年度编号与现存2025Q17不对应,不能确认原年份;规划母题与2021下Q69数值相符,但原年度题为非负连续变量,本地练习另有整数条件,按实际新题明确两种域。
其余43题自编。改变边界、固定变量、时间定义、负载、重叠/到达、增强分母、统计规则、交集语义、目标及整数条件的完整迁移,含所有错误选项的条件解释。不冒称原题还原或真实性能测试。

共60题,17改编、43自编,0题声称完整原题;ID s29-q01–60,各节存储独立。q08补全“稳定长期实际完成率”后版本2,其余59题版本1;修正文、图片和导航不会清除其它题答案。题集不自动回写正式错题本。纸面单位、分数/回代、极端条件、资源构造和整数枚举提供第二种检查;图像中的数值也按同一已核案例核验。

旧笔记编号按实际教材归属处理:

旧编号本次归属/范围
2.10 CSP相邻约束推理扩展;现存完整约束可求解,但本节只保留边界提示,不把残缺分支补成原题。
2.11协议安全、2.12著作权安全/法规相邻材料,当前不展开为性能小节。
2.13文件词汇、2.14 CORBA2.3软件与OS及构件职责的相邻材料,不重复制作。
2.15 DO-178B2.4嵌入式保证的历史版本语境。
2.16三指标、2.17对象、2.18 RASIS、2.22 DB/OS、2.29可用性本节2.9.1,时间约定与观测对象分别说明。
2.19容斥、2.26规划本次已核数学扩展,保留真实题面身份,不新增教材小节。
2.20 RAID2.2存储已有内容;本节只用理解性能与可用性所需边界。
2.21 DB调优本节2.9.3,区分内部配置和跨层工程作用。
2.23 CPU/I/O、2.27 MIPS/MFLOPS本节2.9.2的明确执行模型,OS机制回指2.3。
2.24基准/Web、2.25指令/综合/基准2.9.1/2.9.2/2.9.4的不同分类轴,不替换四计算法或四评价程序。
2.28安全容灾安全相邻素材,只补应用/系统恢复职责,完整安全专题不在此展开。

公开补充优先一级资料,按实际已读范围使用;下列链接供进一步阅读,正文和本地图片不依赖联网加载:

  • Google SRE监视:用户症状与内部原因、流量/错误/延迟/饱和、尾延迟。属于工程实践;均值不能反推出p95,也不能凭最高利用率断定根因。
  • CS61C性能度量、CPU时间模型与超标量:完成同一任务、IC/CPI/时钟、数量加权及CPI可低于1的实现条件。课程模型不是所有处理器的固定实现或实测成绩。
  • Linux内核/proc说明:meminfo、stat、net/dev已读有关定义;CPU用对应窗口差值并注明核归一化,MemAvailable不等于MemFree,iowait有归属/计数限制。latest未固定到本机内核版本。
  • MIT排队关系与MIT Spring2026排队讲义:系统/队列边界、长期均值及有效进入率。讲义指定页已读,没有称为Little1961原论文。封闭用户加思考时间为本文条件性推导。
  • NVIDIA CUDA Best Practices13.4 §4.1.3:固定问题规模下的Amdahl并行特例及真实开销限制。原/新基准逆推、多项互斥/包含增强和具体教学数字由编者按明确条件推导,未冒称厂商逐字算例。
  • AWS可用性:该页MTBF为正常至下一失败的平均时段,恢复含检测时间,支持正常/(正常+恢复)。其它教材题若定义完整周期,就须重新解释分母。
  • NIST指数寿命与常率修复HPP模型:所给可靠性/运行暴露时间公式各有模型假设;时间可用性公式不因此必须使用指数分布。零故障观测不保证永不故障。
  • SPEC CPU2017概述:实际Q2–7及15–18,任务域、speed/rate、规定归一化比值和几何均值。没有读取全部Run Rules或正式运行该套件;本文两任务评分与业务组合是自编例。
  • TPC-C Revision5.11:封面2010年2月,指定§5.3–5.6及披露条目,不是整份132页认证。tpmC为规定New-Order计入完成量,含指定回滚,须同时满足响应/稳态等规则;current目录不能改写封面年份。
  • PostgreSQL累计统计与连接配置:本次current页头18,指定快照/刷新、活动与等待及max_connections段。日后版本可能变;连接容量不自动增加TPS,具体实现不推广到全部DBMS。

保留来源缺口:旧计算方法/基准的部分问空没有完整选项;CPU/I/O资源条件和末段字样缺失,因此只作补全改编。2024可靠性定义标答及2025可测试性答案冲突,中级部分CPI/调度材料也缺唯一依据,未用它们制造唯一原题标答。Little1961、Amdahl1967、Gibson历史原刊未取得;RASIS按本教材术语,不称统一国际互斥分类。有关公开PDF本轮读取提取文本与定位页,未声称整份逐页像素验收。没有对真实预约平台、标准基准或生产部署作性能测试。