2.2 La misura delle prestazioni

La misura delle prestazioni di un calcolatore è il tempo: il calcolatore che esegue un certo lavoro nel tempo minore è il più veloce. Il tempo di esecuzione di un programma è misurato in secondi, comunque il tempo può essere misurato in modi diversi: tempo assoluto, tempo di risposta , o tempo trascorso (elapsed time).
Tutti questi termini indicano il tempo totale per completare un lavoro, includendo gli accessi ai dischi, gli accessi alla memoria, le attività di ingresso e uscita, il sovraccarico dovuto al sistema operativo, quindi in sostanza tutte le attività per portare a termine un lavoro. Tuttavia i calcolatori lavorano spesso in time-sharing e può accadere che un processore stia lavorando su più programmi contemporaneamente; in questa situazione il sistema può cercare di massimizzare la produttività complessiva anzichè minimizzare l'elapsed-time di un singolo programma.
Di conseguenza si distingue spesso tra il tempo trascorso ed il tempo durante il quale il processore ha lavorato con un determinato obiettivo: il tempo di esecuzione della cpu, o anche detto tempo di cpu, tiene conto di questa distinzione ed è il tempo speso dalla cpu nell'elaborazione richiesta per raggiungere un obiettivo, non includendo il tempo speso nell'attesa di compiere operazioni di I/O o per eseguire altri programmi. In ogni caso il tempo di risposta percepito dall'utente è il tempo trascorso nell'esecuzione del programma e non il tempo di CPU. Il tempo di CPU può essere ulteriormente suddiviso nel tempo speso dalla CPU all'interno del programma, chiamato tempo di CPU relativo all'utente, ed il tempo speso dalla CPU all'interno del sistema operativo per eseguire compiti richiesti dal programma, chiamato tempo di CPU relativo al sistema.
A volte quando si esamina il tempo di esecuzione della CPU, il tempo di CPU relativo al sistema è ignorato a causa dell'inaccuratezza delle misure eseguite dai sistemi operativi e dello sbilanciamento che si avrebbe includendo tale tempo quando si confrontano le prestazioni di macchine con sistemi operativi diversi.
Di conseguenza le prestazioni verranno distinte a seconda se sono basate sul tempo trascorso o sul tempo di esecuzione della CPU: verrà utilizzato il termine prestazioni di sistema per fare riferimento al tempo trascorso su un sistema senza carico computazionale ed il termine prestazioni della CPU per riferirsi al tempo di CPU relativo all'utente.

I progettisti di calcolatori utilizzano per le macchine una misura relativa alla velocità con cui l'hardware è in grado di eseguire alcune operazioni elementari. Quasi tutti i calcolatori sono costruiti usando un segnale di clock caratterizzato da una frequenza costante, che sincronizza i vari eventi all'interno dell'hardware; questi intervalli di tempo discreti sono chiamati cicli di clock. I progettisti fanno riferimento alla durata di un periodo di clock esprimendo il tempo necessario per completare un ciclo di clock oppure alla frequenza di clock che è l'inverso del periodo di clock.