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本发明涉及能耗优化技术领域，尤其是一种基于机器学习的计算机系统能耗优化方法及系统，包括获取计算机系统运行数据并进行状态分段，形成状态片段集合；从状态片段集合中构建状态样本，通过状态样本构建基准响应预测模型和控制动作响应模型；根据当前运行状态生成候选控制动作，并利用模型进行对照推演，得到候选动作预测结果；进而筛选目标控制动作，执行目标控制动作并采集实际能耗响应和实际性能响应，根据实际响应维持目标控制动作或恢复至动作执行前的控制状态。本发明能够降低业务负载自然波动对节能效果判断的干扰，并兼顾实际节能收益与系统性能安全，提高计算机系统能耗优化的准确性和可靠性。