Универсальные и специальные мониторы.

Они различаются в зависимости от регистрового состава событий. Универсальные мониторы регистрируют все возможные события, протекающие в системе. По полученным данным может быть построена трасса процессов и графики загрузки используемых ресурсов. Объём измеренных данных очень велик и может составлять несколько десятков Кбайт на одно измерение. В чистом виде универсальные мониторы не используются.

Специальные мониторы регистрируют определённую часть событий, соответствующих конкретным целям исследования. Специальные мониторы могут использоваться как встроенные.

Программные мониторы.

Мониторы, реализованные в виде программ на ЭВМ являются программными мониторами. ПМ трассировочного типа реагируют на определённый класс событий за счет перехвата сообщений к супервизору и других сигналов. Эти события приводят к передачи управления ПМ, который фиксирует необходимую информацию, формирует данные и помещает в отведённую область памяти, затем передаёт управление в точку возврата для продолжения хода вычислительного процесса. ПМ выборочного типа включаются в работу по таймеру через некоторые промежутки времени, каждый раз производя опрос состояния системы. В зависимости от местоположения программ, ПМ могут быть встроенными или загружаемыми.

1). Встроенные ПМ представляют собой совокупность программных средств, входящих в состав управляемых программ ОС. Он создаётся совместно с ОС. Такие ПМ имеют статус управляемых программ ОС. Они встраиваются в ОС для контроля за функционированием и т.д. Все ошибки, которые зарегистрированы в средствах контроля, передаются в соответствующий регистр ошибок. По возникновению 1 в соответствующем разряде данного регистра ПМ может формировать прерывание для обработки этой ситуации. ОС обрабатывает прерывания по двум схемам:

1. схема неотложного прерывания. Обслуживаются не дожидаясь конца выполнения программы.

2. схема подавляющего прерывания. Обслуживание осуществляется после завершения программы.

2). Автономные ПМ – это измерительные программы, выполняемые вычислительной машиной как прикладная программа. Они используются для расширения диагностических возможностей. АПМ загружаются только при необходимости. Они позволяют регистрировать большой набор событий. Встроенные мониторы являются более специализированными.

Аппаратные мониторы.

АМ – это комплекс аппаратных и в некотором случае программных средств, предназначенных для измерения процесса функционирования вычислительных систем.

Монитор получает информацию о состоянии системы посредством анализа электрических сигналов, которые характеризуют состояние блоков и отдельных ВС. Для этого определяются точки в ВС, в которых присутствуют интересующие нас сигналы. К этим точкам с помощью специальных зондов подключается селектор состояния и событий.

Автономные АМ представляют собой устройства для измерения в различных измерительных системах (иногда вместо них используются логические анализаторы.)

Встроенные АМ являются неотъемлемой частью самой ВС. Могут быть и гибридные мониторы (аппаратные+прграммные). Вся информация, которая собирается в процессе измерения, в дальнейшем может использоваться для анализа ВС в реальных условиях. Информация может быть представлена в различной форме. Самой всеобъемлющей формой является трасса процесса J={ti,Ai,Ti}.

ti – момент начала процесса; Ai – атрибут процесса; Ti – сама трасса или параметры её характеризующие. Трасса описывает ряд состояний: Ti={S1,S2,…,Sk}.

Такой объём информации не всегда можно обработать и проанализировать. Для сокращения и придачи данным более компактной формы используется сокращённая форма: профиль загрузки системы, профиль процесса, структура загрузки.

Для построения профиля процесса, в нём выделяются фазы (ввод, ожидание во входной очереди, ожидание в памяти). Тогда реализация процесса представляется в виде упорядоченной последовательности фаз, продолжительность которой характеризуется некоторым временем исполнения ресурса или его ожидания.

Пример.

ввод	Ожидание во входной очереди	Ожидание памяти	Ожидание ресурсов	Процессорная обработка	Работа с НЖД	Ожидание вывода	вывод

Профиль процесса даёт наглядное представление о продолжительности каждой фазы, последствия их выполнения, позволяет выявить соотношения длительности разных фаз. Для повышения информативности, профиль может снабжаться данными о числе обращений к устройству, а также о ёмкости используемой памяти. Он позволяет определить время использования ресурсов, число обращений к каждому из них, а также определить размер памяти для реализации процесса.

Для анализа узких мест, с точки зрения загрузки ресурсов, строится структура загрузки. Число задач, обрабатываемых в единицу времени: . Т. о. загрузка может характеризовать загруженность системы с точностью до постоянного коэффициента. Для построения структуры загрузки выделяют классы процессов, которые требуют обеспечение данным ресурсом. Для каждого из них определяется доля времени занятости обслуживания того или иного процесса и составляется структура загрузки.

Т акое представление не даёт информации о совмещении процессов во времени. Для такого анализа используется профиль загрузки системы, который называется диаграммой Ганта. Для построения этого профиля определяется состояние ресурсов Si. Si=0, если устройство простаивает; Si=1, если устройство работает. Состояние системы характеризуется вектором: S=(S1,S2,…,Sn) (R1,R2,…,Rn).Если число ресурсов n, то система может находиться в 2^N состояний. Пронумеруем все состояния числами 0…М, где М=2^N –1. Возьмём промежуток времени Т, за это время система может находиться в состояниях S1,S2,…,Sm, и каждому состоянию соответствует некоторый промежуток времени .

Тогда значение (m=1..M) – доля времени занятости данного устройства.

Загрузка каждого ресурса:

R1=r1+r3+r5+r7

R2=r2+r3+r6+r7

R3=r4+r5+r6+r7

r0 – 000, r1 – 001,r2 – 010 ,r3 – 011,r4 – 100,r5 – 101,r6 – 110,r7 – 111

Сложность полного профиля в увеличении числа профиля.