Аппаратные средства вычислительной техники. Ч.1. Лабораторный практикум

Параметры: быстродействие принтера Vпринтера принимает значения 0,5; 5; 10. Все остальные параметры берутся из табл. 2.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике зависимости а), б) и д) времени работы трех устройств, а на другом графике – зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 8. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и SП, Sпринтера, SОП для процессора, принтера и ОП, где аргумент – пропускная способность шины памяти ОП VОП принимает значения: 0,2; 0,5;

1,0; 2,0; 2,5.

Параметры: быстродействие принтера Vпринтера принимает значения 0,5; 2; 5. Все остальные параметры берутся из табл. 2.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 9. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и SП, Sпринте- для процессора, принтера и ОП, где аргумент – быстродей-

ствие процессора РЦП принимает значения: 2; 5; 10; 20.

Параметры: пропускная способность шины памяти VОП принимает значения 0,5; 2; 5. Все остальные параметры берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике зависимости а), б) и в) времени работы трех устройств, а на другом графике – зависимости величины загрузки этих устройств.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЕ

Отчет должен содержать следующее:

1.Название и цель работы.

2.Исходные данные.

3.Графики времени работы и загрузки устройств в зависимости от аргументов, изменяемых в каждом пункте. Каждый график должен

30

содержать семейство кривых: для трех значений параметров из варианта задания.

4. Выводы о влиянии параметров задачи и устройств на характеристики исследованной подсистемы.

Контрольные вопросы

1.Чем отличается программно-управляемый режим вывода от печати по прерываниям?

2.Как выполняется печать в программно-управляемом режиме?

3.Как выполняется печать в режиме с прерываниями?

4.Для чего нужен буфер принтера и где он находится?

5.Как влияют размеры буфера принтера на характеристики системы?

6.Как влияет на характеристики системы быстродействие процессора?

7.Как влияет на характеристики системы пропускная способность системной шины?

8.Как влияет на характеристики системы емкость оперативной памяти?

9.Как влияет на характеристики системы быстродействие принтера?

10.Какие устройства вносят основной вклад во время выполнения программы?

11.Какие операции вносят основной вклад во время выполнения программы?

31

Лабораторная работа № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ПОДСИСТЕМЫ ВЫВОДА ДАННЫХ НА ПРИНТЕР В МУЛЬТИПРОГРАММНОМ РЕЖИМЕ

Краткая теория

Цель работы. Изучение принципов выполнения операции вывода данных на печать в современных компьютерах, работающих в мультипрограммном режиме, с помощью простейшей имитационной модели.

Основными устройствами вывода информации в компьютере, как отмечалось в предыдущей лабораторной работе, являются монитор и принтер. Вывод на печать может осуществляться в одном из двух режимов:

a)программно-управляемый режим (без буфера принтера);

b)прямой доступ в память (с использованием буфера).

Наиболее распространенным является последний режим. Основное назначение прямого доступа (ПДП – DMA, Direct

Memory Access) – передача данных между разными устройствами с минимальным привлечением процессора. При этом увеличивается производительность компьютера за счет того, что данные не пересылаются в ЦП и обратно, а также за счет параллельного выполнения нескольких программ.

При использовании буфера принтера в мультипрограммном режиме во время работы с одной программой процессор может обслуживать другую. Таким образом, производительность компьютера возрастает.

В лабораторной работе исследуется работа компьютера, структура которого приведена на рис. 1.1. Он содержит центральный процессор, оперативную память, северный и южный мосты, а также принтер и его контроллер.

Отличие данной лабораторной работы от предыдущей в использовании мультипрограммного режима, при котором в моделируемом компьютере выполняются две или три программы одновременно.

32

Описание лабораторной установки

Лабораторная работа выполняется на персональном компьютере с ОС Windows. Программа имитационного моделирования подсистемы прямого доступа имеет имя eprn.jar и находится в папке Лаб_3. Она разработана на языке java с использованием интегрированной среды NetBeans. Для запуска программы необходимо наличие

всистеме java runtime environment (jre) не ниже версии 1.6.

Вимитационной модели можно задать:

a)параметры основных устройств компьютера;

b)состав моделируемых программ (от одной до трех, в данной работе должна исследоваться одна программа);

c)характеристики этих программ.

Влабораторной работе исследуется режим вывода с использованием буфера принтера (прямого доступа в память – ПДП). Его нужно установить на главной форме.

Моделируемые программы, как и в предыдущей работе, состоят из заданного количества команд, между которыми в случайные места вставляются операции вывода на печать. Выполнение каждой программы начинается с первого этапа процессорной обработки. Как только встречается команда печати, происходит прерывание процессора. Сигнал прерывания через системную шину, северный и южный мосты поступает в порт принтера. При этом процессор прекращает обслуживание текущей программы. Он может перейти к выполнению команд следующей программы, если она еще не закончилась и не ожидает вывода на печать.

Вмодели необходимо задать параметры моделируемых устройств. Это выполняется так же, как в предыдущей лабораторной работе.

После задания параметров устройств активируется две или три задачи. Делается это установкой галочки рядом с их номером в соответствующем окне меню. Затем вводятся параметры задач, как в предыдущей лабораторной работе.

33

Если нажать кнопку «По умолчанию», будут загружены соответствующие параметры (при их наличии). Имеется возможность загрузить ранее сохраненные настройки, нажав кнопку «Загрузить настройки».

После задания всех параметров можно переходить к моделированию. Для этого необходимо нажать на кнопку «Пуск». Приложение перейдет в режим моделирования. В этом режиме на экран будет выводиться информация о выполняемых операциях, а также будут строиться временные диаграммы загрузки устройств. Моделирование заканчивается, если выполнены все этапы процессорной обработки и вывода на печать для всех задач.

Его результаты представляются в правой части экрана в виде числовых значений времени занятости и загрузки основных устройств, а также временных диаграмм. На диаграмме черным отображается занятость устройства, а белым – простой.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Подготовка к работе

1.Знакомство со всеми разделами руководства.

2.Получение у преподавателя варианта для исследования подсистемы прямого доступа в память с различными параметрами одной задачи.

3.Исследование подсистемы с заданными параметрами задачи на имитационной модели.

4.Оформление отчета.

Последовательность выполнения лабораторной работы

Получить у преподавателя номер варианта с исходными данными. В данной лабораторной работе необходимо исследовать работу подсистемы вывода на печать в мультипрограммном режиме при сле-

дующих исходных данных.

Входные и выходные переменные обозначены так же, как и в лабораторной работе 2.

34

1. Для двух задач

Задание 1. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и SП, Sпринтера, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – числа процессорных команд К1 и К2 для каждой задачи меняются одновременно от 20 до 100 с шагом 10.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 2. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и SП, Sпринтера, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – число процессорных команд К1 для первой задачи меняется от 20 до 100 с шагом 10. Число команд К2 для второй задачи устанавливается равным 100.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 3. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и SП, Sпринтера, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – числа операций вывода на печать n1 и n2 для каждой задачи меняются одновременно от 2 до 10 с шагом 2.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 4. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – число n1 операций вывода на печать для первой задачи меняется от 2 до 10 с шагом 2. Число операций вывода на печать n2 к файлу для второй задачи устанавливается равным 10.

35

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 5. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – длины страницы LС1 и LС2 для каждой задачи меняются одновременно от 2 до 10 с шагом 2.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 6. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – длина страницы LR1 для первой задачи меняется от 2 до 10 с шагом 2. Длина страницы LR2 для второй задачи устанавливается равной 10.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 7. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – пропускная способность шины ОП VШОП меняется от 0,5 до 3 с шагом 0,5.

Параметры:

а) параметры первой задачи устанавливаются по умолчанию; б) для второй задачи параметр К – число процессорных команд

принимает значения: 50; 100; 200.

Все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

36

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

2. Для трех задач

Задание 8. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – числа процессорных команд К1, К2 и К3 для каждой задачи меняются одновременно от 20 до 100 с шагом 10.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 9. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – число процессорных команд К3 для третьей задачи меняется от 20 до 100 с шагом 10. Количество команд К1 и К2 для первой и второй задач устанавливается равным 100.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 10. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – числа операций вывода n1, n2 и n3 для каждой задачи меняются одновременно от 2 до 10 с шагом 2.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

37

Задание 11. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – число операций вывода n3 для третьей задачи меняется от 2 до 10 с шагом 2. Числа n2 и n2 обращений операций вывода для первой и второй задач устанавливаются равными 10 (максимум).

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки этих устройств.

Задание 12. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – длины записи в файле LR1, LR2 и LR3 для каждой задачи меняются одновременно от 2 до 10 с шагом 2.

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки устройств.

Задание 13. Определить зависимости ТП, Тпринтера, ТОП и Sпринтера, SП, SОП для процессора, ВЗУ и ОП, где аргумент – количество символов на странице LR3 для третьей задачи меняется от 2 до 10 с шагом 2. Количество символов на странице LR1 и LR2 для первой и второй задач устанавливается равным 10 (максимум).

Параметры: все остальные значения параметров компьютера берутся из табл. 3.1 по номеру варианта.

Построить на одном графике все зависимости времени работы трех устройств, а на другом графике – все зависимости величины загрузки устройств.

38

Таблица 3.1

Значения параметров

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА О ВЫПОЛНЕННОЙ РАБОТЕ

Отчет должен содержать следующее:

1.Название и цель работы.

2.Исходные данные.

3.Графики зависимостей времени работы устройств и их загрузки от изменяемых параметров.

4.Выводы о влиянии параметров задачи на характеристики исследованной подсистемы.

5.Выводы о влиянии параметров устройств на характеристики исследованной подсистемы.

Контрольные вопросы

1.Какие режимы вывода поддерживаются в компьютере?

2.Какое устройство управляет выводом на печать в режиме с буфером принтера?

3.Для чего используется мультипрограммный режим компьютера?

4.Как осуществляется вывод на печать в мультипрограммном режиме?

5.Как влияет наличие второй программы на характеристики компьютера при печати с использованием буфера?

39