51435

Исследование системы управления виртуальной памятью Windows с использованием системного монитора

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Для этого используются стандартные средства администрирования Системный монитор и программа tsk sort выполняющая различные алгоритмы сортировки с различными структурами данных массив список дерево. Объяснить характер замедления особенностями алгоритма сортировки и структуры данных. Для того чтобы время сортировки на больших объемах данных было приемлемым в сортируемом массиве ячейка массива элемент списка выбираются размерностью...

Русский

2017-03-14

126.5 KB

3 чел.

Операционные системы

Лабораторная работа «Исследование системы управления виртуальной памятью Windows с использованием системного монитора»

Цель работы

Целью работы является исследование системы управления виртуальной памятью в ОС Windows, а также оценка эффективности работы в режиме страничного обмена программ с известным распределением обращений к памяти (сортировок). Для этого используются стандартные средства администрирования - «Системный монитор» и программа task_sort, выполняющая различные алгоритмы сортировки с различными структурами данных (массив, список, дерево).

Настройка системного монитора на сбор статистики работы ВП

Системный монитор размещается в главном меню ОС Windows «Настройка-Панель управления – Администрирование - Системный монитор». Последовательность действий при настройке:

  1.  Запустить программу task_sort.exe и добавить (правая кнопка мыши – контекстное меню) счетчики для следующих параметров (в скобках указаны масштабы, которые устанавливаются для этих счетчиков в закладке «Свойства:Данные»).
  •  Память – Обмен страниц/сек (0,01)
  •  Процесс – task_sort – Байт виртуальной памяти (0,0000001)
  •  Процесс – task_sort – Рабочее множество (0,0000001)
  •  Процесс – task_sort – % загруженности процессора (1)

  1.  По контекстному меню правой кнопки мыши «Свойства» в закладке «Общие» выбрать частоту обновления – 2 сек., в закладке «График» поле «Максимум» - 100.

Постановка измерительного эксперимента

Задача эксперимента состоит в том, чтобы про помощи системного монитора определить объем памяти, при котором начинается страничный обмен, а затем оценить замедление, которое вносит страничный обмен. Объяснить характер замедления особенностями алгоритма сортировки и структуры данных.

  1.  Для того, чтобы время сортировки на больших объемах данных было приемлемым, в сортируемом массиве ячейка массива (элемент списка) выбираются размерностью 32, 64 или 4096 байтов (1 физическая страница) – варианты программ task_sort_32, task_sort_64, task_sort_4096. Последняя выбирается для сортировок, имеющих трудоемкость N2.
    1.  До обнаружения начала страничного обмена (параметр «Обмен страниц близок к 0») измерить время выполнения программы для регулярно меняющихся значений объема памяти (100, 200, 300, 400, 500 МБ). Время  сортировки измеряется самой программой, данные Системного монитора можно не фиксировать.
    2.  Затем шкалу измерений сделать более мелкой (например, 450, 475, 500, 525) и сохранить в таблице все параметры. Для этого системный монитор нужно  сбрасывать в исходное состояние (кнопка «Очистить экран» – CTRL/D) в момент начала сортировки (программа выводит строку «---------------------») и останавливать сразу же после ее окончания (кнопка «Не изменять отображение» - CTRL/F). Первоначальная задержка вызвана прописыванием массива  случайными значениями (виртуальной памяти с выгрузкой в файл подкачки).

Анализ результатов и выводы

Вариант задания включает в себя одну неэффективную, две эффективных сортировки на массивах и одну эффективную сортировку на списках – деревьях.

Группа неэффективных сортировок (трудоемкость N2, N3/2)

0 - выбор

1 - простая вставка

2 - вставка погружением

3 - простой обмен

4 - Шейкер

5 - Шелл

6 - однократное слияние

Группа эффективных сортировок  (трудоемкость Nlog2(N))

7 - быстрая

8 - рекурсивное разделение

9 - поразрядное разделение

10 - рекурсивное слияние

11 - циклическое слияние

12 - пирамидальная

Группа эффективных сортировок на списках

13 - рекурсивное разделение

14 - рекурсивное слияние

15 - циклическое слияние

16 – лексикографическая  (трудоемкость N*m)

17 - пирамидальная (дерево)

Для каждого заданного алгоритма сортировки заполнить данные в таблице Эксперимент.xls. В зависимости от вида трудоемкости сортировки задать формулу ее вычисления (в столбце T1(теор) и для коэффициента пропорциональности – в данном примере – линейно-логарифмическая).

8 - Рекурсивное разделение

коэфф.

0,00915768

V (МБ)

T1(эскп)

T1*(матем)

Отклонение

% ЦП

РМ (МБ)

Обмен

ВП (МБ)

50

3

3

16%

 

 

 

 

100

7

6

15%

 

 

 

 

150

11

10

11%

 

 

 

 

200

14

14

0%

 

 

 

 

250

18

18

-1%

 

 

 

 

300

21

23

-7%

 

 

 

 

350

25

27

-8%

 

 

 

 

400

29

32

-8%

99

401

0

414

450

53

36

46%

93

405

180

434

475

118

39

205%

32

167

1392

490

500

148

41

261%

26

142

1362

514

525

214

43

393%

21

135

1381

540

Построить графики зависимости теоретического (с учетом трудоемкости) и экспериментального времени выполнения, определить момент начала страничного обмена.

Для диапазона страничного обмена строятся графики зависимостей % загрузки ЦП, размеров ВП и рабочего множества, интенсивности страничного обмена.

В диапазоне страничного обмена заполнить таблицу для вычисления замедления  процесса. Проверить, насколько это замедление соответствует уменьшению % загрузки процессора.

V (МБ)

T (эксп)

% исп. ЦП

%увел ВП

замедл

400

29

99

0%

     -     

450

53

93

13%

   0,8   

475

118

32

19%

   3,1   

500

148

26

25%

   4,1   

525

214

21

31%

   6,4   


По виду зависимостей основных параметров трассировки в Системном мониторе произвести анализ работы системы виртуальной памяти, учитывая поведение сортировки в памяти (распределение обращений по данным): линейное, линейное с переменным шагом, псевдо-случайное.

Сравнить характер замедления для всех 4-х видов сортировок, объединив соответствующие таблицы. Провести сравнительный анализ эффективности работы сортировок в ВП, учитывая поведение сортировок в памяти (распределение обращений по данным): линейное, линейное с переменным шагом, псевдо-случайное.

© Операционные системы. ЛР Системный монитор - виртуальная память 5.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

3834. Исследование температурной зависимости электропроводности твердых тел 132 KB
  Исследование температурной зависимости электропроводности твердых тел/ Цель работы: Установление опытным путем законов изменения электропроводности твердых тел при их нагревании и определение энергии активации полупроводника. Теоретические исслед...
3835. Определение влажности воздуха 98.5 KB
  Определение влажности воздуха Приборы и принадлежности: Психрометр, барометр, пипетка и сосуд с водой. Теория работы и описание прибора Такие явления, как быстрота испарения, высыхание различных веществ, тканей, увядание растений, состояние организм...
3836. Определение удельной теплоты парообразования 135 KB
  Определение удельной теплоты парообразования Приборы и принадлежности: Кипятильник, сухопарник, термометр, штатив, технические весы, разновес, барометр-анероид, калориметр, сосуд с водой, стакан. Рис. 12 Теория работы и описание приборов Парообразов...
3837. Физический маятник 88 KB
  Цель работы: Экспериментальное определение физических характеристик колебаний физического и математического маятников. Имеется в виду сравнить экспериментальное и расчётное значение периода колебаний физического маятника и период колебаний математич...
3838. Определение ускорения свободного падения 146.5 KB
  Определение ускорения свободного падения Цель: Изучение динамики движения тел в поле гравитационного притяжения. Задача: измерение ускорения свободного падения с помощью математического и физического маятников Оборудование: универс...
3839. Обработка результатов измерений 95.21 KB
  Обработка результатов измерений. Табличное значение попадает в полученный нами интервал. Выберем на этой прямой достаточно удаленные друг от друга точки А (0,1;50) и В(0,8;300). По их координатам вычислим массу тележки как угловой коэффициент прямой...
3840. Дослідження параметрів вільних коливань фізичного маятника 141.5 KB
  Дослідження параметрів вільних коливань фізичного маятника Мета: вивчення закономірностей вільних коливань фізичного маятника. Використання комп’ютерного моделювання фізичних процесів у пакеті Interactive Physics...
3841. Математический и физический маятник 42.5 KB
  Цель: изучение зависимости периода колебаний от параметров маятников и измерение на этой основе величины ускорения свободного падения. Оборудования: секундомер, математический маятник (шарик на нити на штативе), физический маятник (кольцо и обруч на...
3842. Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху за допомогою маятника Обербека 159 KB
  Перевірка основного рівняння динаміки обертального руху за допомогою маятника Обербека Мета роботи: Експериментальна перевірка основного рівняння динаміки обертального руху. Ознайомлення на дослідах з поняттями момент інерції, кутове прискорення, но...