LABORATORY EXERCISE №1

Topic 1: Computation of metrics of productivity of computer system: speed, efficiency, energy expenses, Amdal's law, cpu time.

Тема 1: Расчет показателей производительности компьютерной системы: скорость, эффективность, затраты энергии, закон амдал, в процессорного времени

Basics:

An operating system is the program that, after being initially loaded into the computer by a boot program, manages all the other programs in a computer. The other programs are called applications or application programs. The application programs make use of the operating system by making requests for services through a defined application program interface (API). In addition, users can interact directly with the operating system through a user interface such as a command language or a graphical user interface (GUI). For hardware functions such as input and output and memory allocation, the operating system acts as an intermediary between programs and the computer hardware, although the application code is usually executed directly by the hardware and frequently makes system calls to an OS function or is interrupted by it.

Основы:

Операционная система это программа, которая, после того, как первоначально загружены в компьютер с помощью программы загрузки, управляет всеми другими программами в компьютере. Остальные программы называются приложениями или прикладных программ. Прикладные программы используют операционную систему, отправляя запросы на услуги через программный интерфейс приложения (Defined API). Кроме того, пользователи могут взаимодействовать непосредственно с операционной системой через пользовательский интерфейс, такой как командный язык или графический пользовательский интерфейс (GUI). Для аппаратных функций, таких как вход и выход и распределение памяти, операционная система выступает в качестве посредника между программами и аппаратными средствами компьютера, хотя код приложения обычно выполняется непосредственно на аппаратном уровне и часто делает системные вызовы к функции ОС или прерывается Это.

Major operating system functions:

1. CPU management - division of tasks into manageable pieces and distributing them on the priorities before sending to the processing of the CPU;

2. Memory management - coordination of the data flow in and out of RAM and determining the need for virtual memory;

3. Device Management - providing communication between each device connected to a computer, CPU and requests;

4. Data management - a direction of data storage for a long time on hard drives and other storage devices extended;

5. Application Interface - providing a standard communication and data exchange between application programs and components;

6. User Interface - providing ways to communicate and interact with the computer.

7. Основные функции операционной системы:

8. 1. Управление CPU - разделение задач на управляемые части и распределение их по приоритетам перед отправкой на обработку ЦП;

9. 2. Управление памятью - координация потока данных в и из оперативной памяти и определения потребности в виртуальной памяти;

10. Управление 3. Устройство - обеспечение связи между каждым устройством, подключенным к компьютеру, CPU и запросов;

11. 4. Управление данными - направление хранения данных в течение длительного времени на жестких дисках и других устройствах хранения расширенных;

12. 5. Интерфейс приложений - обеспечение стандартной связи и обмена данными между прикладными программами и компонентами;

13. 6. Пользовательский интерфейс - предоставление возможности общаться и взаимодействовать с компьютером.

Depending on the number of simultaneously processed tasks and the number of users, which can be catered, there are four common types of operating systems:

1. single-user single-tasking, which support a single input source and can be operated with only one (current) task at a time;

2. single-user multi-tasking, which provide to a single user parallel processing of multiple tasks;

3. multiple users multi-tasking, allowing to run multiple tasks to multiple users on a single computer.

4. real-time operating system, guarantees to process events or data by a specific moment in time. A real-time operating system may be single- or multi-tasking, but when multitasking, it uses specialized scheduling algorithms so that a deterministic nature of behavior is achieved.

5. В зависимости от количества одновременно обрабатываемых задач и числа пользователей, которые могут быть обслужены, существует четыре основных типа операционных систем:

6. 1. однопользовательская однозадачной, которые поддерживают единственный источник входного сигнала и может работать только с одной (текущей) задачи в то время;

7. 2. однопользовательская многозадачности, которые обеспечивают в параллельную однопользовательской обработки нескольких задач;

8. 3. несколько пользователей многозадачность, что позволяет запускать несколько задач нескольким пользователям на одном компьютере.

9. 4. Операционная система реального времени, гарантии для обработки событий или данных по определенный момент времени. Операционная система, в режиме реального времени может быть одно- или многозадачность, но когда многозадачности, он использует специальные алгоритмы планирования, так что детерминированный характер поведения достигается.

32-bit or 64-bit OS? The answer commonly depends on which type of processor is used. Modern computing has been shifting towards 64-bit for a few years now, and it has saturated the market to a point where even entry-level computers are equipped with these new, more powerful processors.

A 32-bit operating system will run efficiently at 4 GB memory, but no more than that. This is because its architectural design won’t exceed a certain integer value, the addressable space. That integer value refers to your “bit” which is binary (0 or 1). Now if you have a 32-bit, you’ll have 2(0 and 1)³², which would then be equal to 4 billion bytes or 4GiB of addressable space.

With your 64-bit, the calculations would still be the same as with your 32-bit. So if you now have a 64-bit, you’ll have 2⁶⁴ that would total up to a large 16 Exbibyte (1.1529215 × 10⁹ gigabytes). It would now be your addressable space. However, since most of it won’t be fully utilized, OS’s will have its limits like a 64-bit Windows with a maximum 8 TB.

32-битные или 64-битной ОС? Ответ обычно зависит от используемого типа процессора. Современные вычисления были смещается в сторону 64-битной в течение нескольких лет, и она насытили рынок до точки, где даже компьютеры начального уровня оснащаются этими новыми, более мощными процессорами.

32-разрядная операционная система не будет эффективно работать на 4 ГБ оперативной памяти, но не более того. Это происходит потому, что его архитектурный дизайн не будет превышать определенное целое значение, то адресное пространство. Это целое значение относится к вашей "бит", который является бинарным (0 или 1). Теперь, если у вас есть 32-бит, вы будете иметь 2 (0 и 1) 32, который затем будет равен 4 млрд байт или 4GiB адресуемой пространства.

С 64-битной, расчеты будут по-прежнему быть таким же, как и с 32-битной. Так что если у Вас теперь есть 64-бит, вы будете иметь 264, что составит в общей сложности до большой 16 Exbibyte (1.1529215 × 109 гигабайт). Теперь было бы ваше адресное пространство. Однако, так как большинство из них не будет в полной мере, ОС будет иметь свои границы, как 64-битной Windows, с максимальным 8 ТБ.

Comparison of the computers usually starts with an assessment of their performance. This necessitated the introduction of appropriate units of measurement performance and the development of standard methods for its assessment. The core of the currently used computer performance evaluation and comparison methods are based on time. The amount of time the CPU is actually executing instructions. During the execution of most programs, the CPU sits idle much of the time while the computer fetches data, or sends data to an output device. The CPU time of an executing program, therefore, is generally much less than the total execution time of the program. Multitasking operating systems take advantage of this by sharing the CPU among several programs.

Сравнение компьютеров обычно начинается с оценки их эффективности. Это привело к необходимости введения соответствующих единиц измерения производительности и разработку стандартных методов ее оценки. Ядро используемых в настоящее время оценки производительности компьютера и сравнения методов основаны на времени. Количество времени, процессор фактически выполнение команд. Во время выполнения большинства программ, процессор простаивает большую часть времени, в то время как компьютер считывает данные, или передает данные на устройство вывода. Время ЦП выполняющегося программы, поэтому, как правило, значительно меньше, чем общее время выполнения программы. Многозадачной операционной системы воспользоваться этим путем обмена процессора между несколькими программами.

Performance testing methods are distinguished into the following areas:

1. Load testing. Usually it carried out in order to assess the behavior of the application under the given expected load. This load may be, for example, the expected number of simultaneous users application committing transactions over a predetermined number of time intervals.

2. Stress testing. Used to understand the limits of application bandwidth. This type of testing is conducted to determine the reliability of the system during extreme or disproportionate loads

3. Stability testing. uring soak tests, memory utilization is monitored to detect potential leaks. Also important, but often overlooked is performance degradation, i.e. to ensure that the throughput and/or response times after some long period of sustained activity are as good as or better than at the beginning of the test.

4. Configuration testing. In this case, instead of test performance in terms of the fed loads, tested the effect of changes in the configuration performance.

5. Методы тестирования производительности отличаются в следующих областях:

6. 1. Тестирование нагрузки. Обычно это осуществляется в целях оценки поведения приложения при данной ожидаемой нагрузки. Эта нагрузка может быть, например, ожидаемое число одновременных пользователей применения совершении сделки в течение заранее определенного количества временных интервалов.

7. 2. Стресс-тестирование. Используется, чтобы понять пределы полосы пропускания приложений. Этот тип тестирования проводится с целью определения надежности системы при экстремальных нагрузках или несоразмерных

8. 3. Тестирование стабильности. рительными замочить тесты, использование памяти контролируется для выявления потенциальных утечек. Также важно, но часто забывают является ухудшение рабочих характеристик, то есть, чтобы гарантировать, что пропускная способность и / или время отклика после некоторого длительного периода устойчивой деятельности являются такими же или лучше, чем в начале теста.

9. 4. Тестирование конфигурации. В этом случае, вместо выполнения теста с точки зрения подаваемых нагрузок, исследовали влияние изменений в производительности конфигурации.