Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Методическое пособие 665

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
3.51 Mб
Скачать

О. В. Минакова, А. В. Смольянинов

ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

Практикум

Воронеж 2018

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

О. В. Минакова, А. В. Смольянинов

ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

Практикум

Утверждено учебно-методическим советом университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2018

УДК 004.3 ББК 32.973.26-04

М613

Рецензенты:

кафедра высшей математики и информационных технологий Воронежского государственного университета инженерных технологий (д-р физ.-мат. наук, профессор А.Д. Чернышов); начальник отдела информационных технологий казенного учреждения Воронежской области

«Дорожное агентство» канд. техн. наук Т.А. Мешкова

Минакова, О. В.

Оценка производительности компьютерных систем: M613 практикум / О. В. Минакова, А. В. Смольянинов. – Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный

технический университет», 2018. – 96 с.

ISBN 978-5-7731-0647-0

Пособие содержит теоретические сведения и методические рекомендации для решения практических задач анализа технических характеристик, диагностики и оценки производительности процессора, памяти, устройств ввода-вывода и компьютера в целом.

Издание соответствует требованиям Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования по направлению подготовки 09.03.03 «Прикладная информатика», дисциплине «Вычислительные системы, сети и телекоммуникации».

Предназначено для студентов 1-2 курсов.

Ил. 38. Табл. 9. Библиогр. 11 назв.

УДК 004.3 ББК 32.973.26-04

ISBN 978-5-7731-0647-0 © Минакова О.В.,

Смольянинов А.В., 2018 © ФГБОУ ВО «Воронежский

государственный технический университет», 2018

2

ВВЕДЕНИЕ

Концепция этого практикума состоит в формировании у студентов понимания принципов построения вычислительных систем через количественный, а не описательный подход.

Впервой теме состав компьютера изучается через получение подробных сведений о системе диагностическими средствами операционной системы и их анализа.

Во второй теме изучается влияние характеристик процессора на производительность системы путем выполнения вычислительных экспериментов с использованием специальных программ – бенчмарков.

Втретьей теме предложен ряд задач, позволяющих всесторонне продемонстрировать, как кэширование влияет на быстродействие подсистемы памяти.

Темы 4 и 5 посвящены способам оценки параметров быстродействия внутренней и внешней памяти компьютера и включают проведение сравнительного анализа результатов измерений и расчетных данных, указываемым производителям.

Теме 6 выделена для проведения анализа периферийного устройства, в ней особое внимание уделено формированию навыков обоснования выбора модели периферийного устройства для поставленного целевого назначения системы.

Седьмая тема направлена на изучение системной платы компьютера путем анализа ее функциональных возможностей

ипроектирования на ее основе системы, направленной на выполнение определенного круга задач.

Взаключительной теме рассмотрены вопросы конфигурирования локальной сети на примере компьютерного класса.

Такой подход, базирующийся на устоявшимся количественных соотношениях стоимости и производительности, будет полезен ИТ-специалистам поскольку формирует понимание того как конфигурация и характеристики компьютера влияют на работу прикладных программ.

3

1. АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА

Цель работы: определение характеристик основных компонентов персонального компьютера

Программные средства: диагностические средства операционной системы

1.1. Назначение и функции основных компонентов персонального компьютера

Персональный компьютер (ПК) относится к классу однопользовательских универсальных микроЭВМ и наиболее распространен в различных сферах деятельности и в быту. ПК характеризуется общедоступностью и адаптируемостью к решению широкого круга задач. Реализуется в виде настольных (десктоп, моноблок) и портативных (ноутбук, планшет) систем. Структурная схема персонального компьютера представлена на рис. 1.

Рис. 1. Структура компьютера

4

Центральный процессор управляет функционированием всей системы и осуществляет обработку информации, состоящую в считывании из памяти команд и операндов, выполнении операций и записи результатов в память или передаче в устройства ввода-вывода.

Память предназначена для хранения программ и данных, необходимых для работы процессора и состоит из множества различных запоминающих устройств, отличающихся как физическими принципами хранения информации, так и методами осуществления взаимодействия. В качестве основной (оперативной) памяти, архитектурно необходимой процессору для выполнения команд, используются модули (микросхемы) динамической памяти.

Процессор и оперативная память составляют ядро ЭВМ, ее центральную часть. Все остальные функционально законченные устройства ЭВМ называются устройствами вводавывода или периферийными (внешними устройствами). Устройства ввода-вывода осуществляют связь ядра с внешним миром – пользователем, другим вычислительным устройством или инфокоммуникационной системой.

Наиболее распространенным методом организации взаимодействия компонентов ЭВМ является подключение их посредством шин.

Конструктивно ПК выполнены в виде системного блока, включающего системную плату с процессором и оперативной памятью, накопители массивов информации, контроллеры дополнительных устройств, к которому через разъемы подключены различные внешние устройства.

Для пользователя важна возможность выполнения программы, для ее выполнения нужны аппаратные средства, которые определенным образом взаимодействуют с прикладной программой. Архитектура – это термин, объединяющий функциональные программно-управляемые свойства ЭВМ и по сути абстракция, включающая все необходимые сведения для написания необходимой прикладной программы [4, 5].

5

Исследование архитектуры ВС направлено на выявление и выбор способов построения систем, рациональных вариантов распределения функций между техническими и программными средствами, состава системы и конфигурации связей между устройствами, способов организации вычислительных процессов.

К основным функциональным характеристикам ЭВМ принято относить [1]:

основные характеристики процессора: система команд, разрядность шин адреса и данных, регистров общего назначения, структура и объем кэш-памяти, число конвейеров и их организация, тактовая частота;

типы системного, локального и внешнего интерфейсов;

тип и объем оперативной памяти;

емкость накопителей массивов информации и пропускную способность их интерфейсов;

поддерживаемые виды носителей информации;

наличие, типы и характеристики устройств ввода и вывода информации, средств связи и телекоммуникаций;

имеющееся программное обеспечение и вид операционной системы.

1.2. Задания и порядок их выполнения Задание 1. Определите наличие и характеристики ука-

занных компонентов системы согласно табл. 1.

Таблица 1 Основные компоненты ЭВМ и их характеристики

Компонент

Тип

Основная харак-

 

 

теристика

Процессор

модель

тактовая частота*

Оперативная память

 

емкость*

Операционная система

версия

разрядность

 

 

 

*) указать значение и единицу измерения

6

Порядок выполнения

1. Для определения текущей конфигурации системы выберите меню Пуск, вкладку Компьютер и в открывшемся окне выберите в меню панели инструментов Свойства системы. Пример на рис. 2.

Рис. 2. Получение сведений о системе

2. Более подробную информацию об установленных компонентах можно узнать из Диспетчера устройств (Панель управления Система и безопасность Диспетчер устройств.

7

Рис. 3. Выбор диспетчера устройств

Диспетчер устройств отображает установленное на компьютере оборудование в графическом представлении. С его помощью можно проверять состояние компонентов и обновлять их программное обеспечение (драйверы), а также устранять конфликты устройств и изменять параметры ресурсов

(рис. 4).

Рис. 4. Диспетчер устройств в режиме отображения устройств по типу

Запишите все обнаруженные компоненты в табл. 1, например:

Компонент

Тип

Характеристика

Накопитель на жестких

Hitachi

1ТБайт

магнитных дисках

HDS72110CLA22

 

Твердотельный нако-

KINGSTON

120ГБайт

питель

SHFS37A

 

 

8

 

3. Если значение характеристик отсутствует или вызывает сомнение, то следует обратиться к специальным средствам диагностики ОС программе msinfo32.exe.

Программный модуль «Сведения о системе» отображает подробную информацию о конфигурации оборудования, компонентах и программном обеспечении компьютера, включая драйверы. Для доступа Все программы Стандартные Служебные Сведения о системе (рис. 5).

Рис. 5. Компонент ОС «Сведения о системе»

Компонент «Сведения о системе» отражает имя компьютера, модель процессора, модель системной платы, объем установленной памяти, тип и версию ОС и BIOS и включает три раздела.

Раздел «Ресурсы аппаратуры» содержит основные сведения об установленных компьютерных компонентах.

Раздел «Компоненты» – перечень периферийных устройств ПК (дисководов, звуковых устройств, модемов и других компонентов).

Раздел «Программная среда» – сведения о драйверах, сетевых подключениях, а также информацию, связанную с программами поддержки работы оборудования.

9