为何每条指令内存访问次数=1+loads/stores比率而非loads+stores？

你提到的公式：Memory accesses per instruction = 1 + the rate of loads/stores 是计算机体系结构领域用于衡量指令集访存开销的归一化统计公式，核心是统计单条动态指令的平均访存次数，因此用比率而非绝对数值之和。

• 先明确公式的统计前提：这个公式计算的是单条指令的平均访存次数，是归一化后的相对指标，不是程序运行的全局总访存绝对量。
  • 公式里的常数1，对应所有指令执行前必须完成的1次取指访存，平均到每条指令上就是固定的1次开销。
  • 公式里的rate of loads/stores，指的是动态执行的指令中，load、store指令的占比，也就是每执行1条普通指令，平均对应的load/store指令数量。
• 为什么不用load和store的数值之和？
  如果你要计算程序全局总访存次数，确实是「总取指次数 + 总load次数 + 总store次数」，也就是取指的总数量（等于动态总指令数）加上load和store的数值总和，但这是全局绝对计数，不具备跨程序、跨指令集的对比性。
  把全局总访存归一化到单条指令维度的推导过程如下：

  单指令平均访存次数 = (总取指访存次数 + 总load/store访存次数) / 动态总指令数
  = (动态总指令数 / 动态总指令数) + (load总次数 + store总次数) / 动态总指令数
  = 1 + load/store指令占比（即公式中的rate of loads/stores）
  

• 举个实际案例验证：
  假设某段程序共执行1000条动态指令，其中350条是load指令，150条是store指令：
  总访存次数 = 1000次取指 + 350次load + 150次store = 1500次
  单指令平均访存 = 1500 / 1000 = 1.5
  代入题目公式计算：load/store占比为(350+150)/1000=0.5，1+0.5=1.5，和实际计算结果完全匹配。如果直接用load和store的数值之和500代入，得到的1+500=501是完全不符合统计逻辑的错误结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者DdN