一．可靠度(可用性)计算机

串联 ==R＝R1 $\times$ R2== 对应失效率：==λ1+λ2==
并联 ==R＝1-(1-R1)(1-R2)==
二、香农定理（有噪声）数据速率：
在一条带宽为 W（HZ），信噪比为 S/N 的有噪声极限数据速率
==Vmax = W $\times$ $\log_2 (1+S/N)$==
- 单位(b/s)
分贝与信噪比的关系为：
==dB=10 $\times$ $\lg(S/N)$==
- dB 的单位:分贝
例：设信道带宽为 4kHz，信噪比为 30dB，按照香农定理，信道的最大数据传输速率约等于？
解：1，例出香农定理算式：
- ==Vmax = W $\times$ $\log_2 (1+S/N)$==
- 2, 列出信噪比关系：==dB=10$\times$$\lg(S/N)$==
- 3, 计算 30dB=10$\times$$\lg(S/N)$, 则 $S/N=1000$
- 4，Vmax=4KHz , $\log_2 (1+1000)$=4000 $\times$ 10 =40kb/s
注意：此处单位换算1kb/S=1000b/s
三、尼奎斯特定理（无噪声）
若信道带宽为 W（HZ）,则最大码元速率（波特率）:
==B=2W（baud）==
由尼奎斯特定理可得：
==Vmax=B $\log_2 N$ = 2 W $\log_2 N$==
- 单位（b/s）

例 1：设信道采用 2DPSK 调制，码元速率为 300 波特，则最大数据速率为

解：

Vmax=B $\times$ $\log_2 N$=300x1=300b/s

四、数据传输延迟

例：在相隔 2000km 的两地间通过电缆以 4800b/s 的速率传送3000 比特长的数据包，从开始发生到接收数据需要的时间是？如果用 50Kb/s 的卫星信道传送，则需要的时间是？

解：

对于电缆：

传输延迟 T1=2000km/(20km/ms)=10ms

发送延迟 T2=3000b/(4800b/s)=625ms

T=T1+T2=625ms+10ms=635ms

对于卫星：

传输延迟 T1=270ms

发送延迟 T2=3000 b/(50kb/s)=60ms

T=T1+T2=270ms+60ms=330ms
注意：卫星传输数据时与地面相隔距离无关。
最小帧长计算，先求往时间，再用时间*数据速率
例如：一个运行ＣＳＭＡ/ＣＤ协议的以太网，数据速率为 1Ｇb/s，网段长 1km,信号速率为为 20000km/s，则最小帧长是多少？

单程传播时间为 1km/200000=5us，往返要 10us,最小帧为 1Ｇb/s $\times$ 10us=10000bit

流水线周期值等于最慢的那个指令周期（最大值），即为△t
==流水线执行时间=首条指令的全部时间+（指令总数－1）$\times$ 周期值==
==流水线吞吐率=任务数/完成时间=p/△t==
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）$\times$ 周期值==
流水线建立时间：
- ==T= n$\times$△t==
- 其中，n表示指令的条数
执行m条指令的时间：
- ==T=$\sum_1^n $\Delta$ t_i$+(M-1)$\Delta$$t_j$==
- 其中，n即把流水线分成n段，$\Delta $t_i$表示每段花费的时间，$\Delta$ t_j$表示时间最长的那一段

例：若每一条指令为取指、分析和执行。已知取指时间 a，分析时间 b，执行时间 c（最大）。按串行方式执行完 100 条指令需要多少时间？
按照流水方式执行，执行完 100 条指令需要多少时间。流水线周期为 C，即最大值。
100 条指令的串行方式时间是==(a+b+c) $\times$ 100==
100 条指令的流水方式时间是==(a+b+c)+c $\times$ 99==
流水线吞吐率为 100/(a+b+c)+c*99

==命中率：访问信息的概率==
假如执行过程中对 Cache 的访问次数为 N1 和对主存访问为 N2，则 Cache 命中率为 ==H＝N1/（N1+N2）==

平均存取时间：可用 Cache 和主存的访问周期 T1、T2 和命中率 H 表示

即：T＝H*T1+（1－H）T2