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

21965. Составные части программного интерфейса. Элементы управления 242.5 KB
  Меню При упоминании применительно к интерфейсу термина меню большинство людей немедленно представляют стандартные раскрывающиеся меню. В действительности понятие меню гораздо шире. Меню это метод взаимодействия пользователя с системой при котором пользователь выбирает из предложенных вариантов а не предоставляет системе свою команду. Соответственно диалоговое окно с несколькими кнопками и без единого поля ввода также является меню.
21966. Испания в XVI-XVII вв. 101 KB
  В свою очередь по типу аграрного развития Кастилия подразделялась на 3 области: Север (Страна басков, Астурия, Галисия), Центр (Старая и Новая Кастилия, Эстремадура), Юг (Андалусия, Мурсия). На экономическое развитие Валенсии и Каталонии большое влияние оказала средиземноморская торговля. К началу XVI в. крестьянство в Кастилии было свободным от лично наследственной зависимости.
21967. Италия в XI-XV вв. 153 KB
  Распад каролингской империи и выделение Северной и Средней Италии в особое королевство в 855 г. В течение всего средневековья за корону Италии вели борьбу многие главным образом чужеземцы. Апулия Калабрия Сицилия житницы не только южных областей Италии но и Севера и Центра страны. Жители Кампании переняли у арабов культуру цитрусовых неизвестных в Италии ранее с 2 2 X в.
21968. Италия в XVI-первой половине XVII вв. 71.5 KB
  новая эпоха в истории Италии эпоха феодальной реакции когда Италия уступает свои ведущие позиции другим западноевропейским странам. экономика Италии приходит в упадок по вопрос о том когда начался упадок и насколько он затрагивал отдельные области Италии и различные отрасли экономики как он протекал и в какой мере достижения прежних веков были утрачены представляется спорным. Большинство исследователей в последнее время предпочитают говорить не столько об упадке экономики Италии в это время а сколько об ее перестройке относя период...
21969. Китай в III-VIII-XII вв. 74 KB
  в Северном Китае образовали свое государство в 316 г. ХоуЧжаю государство гуннов пало под ударами сяньбийцев. создали государство ЦяньЯнь просуществовало до 370 г. сяньбийские племена объединились под властью вождя Тоба Тобар Тобагуй и появилось государство ХоуВэй т.
21970. Китай в эпоху правления династии Юань (1271-1368 гг.) 71 KB
  на территории современного Китая сосуществовали 4 государства: на севере чжуржэньская империя Цзинь на северозападе тангутское государство Западное Ся на юге Южносунская империя и государственное образование Ианьчжао Дали. китайцысеверяне и ассимилированные кидане чжурчжэни корейцы и т. Этому способствовали политика властей власть монголов ослабла вместо единой монгольской империи было 4 государства: собственно Монголия Маньчжурия Китай Тибет входили в состав одного из них государства великих ханов и стихийные...
21971. Контрреформация 39.5 KB
  пойти на реорганизацию внутренней структуры системы власти и управления она создала новые инструменты в частности появились новые религиозные ордена инквизиция книжная цензура постановления Тридентского собора. Некоторые ордена были реформированы. был реорганизован орден камальдулов ответвления бенедиктинцев в 1528 г. часть обсервантов францисканцы образовали орден капуцинов для деятельности в миру проповеди и служения среди простонародья.
21972. Крестовые походы 76 KB
  Наименование крестовых походов в истории получили военноколонизационные походы западноевропейских феодалов в страны Восточного Средиземноморья а также в пределы земель западных славян и прибалтийских народов. Современники не говорили крестовый поход называя это движение войной за Гроб господень странствование заморское поход по стезе Господней путь в Святую землю. Термин крестовый поход появился в XVII в.
21973. Культура Западной Европы в XVI-XVII вв. 185 KB
  XVI в. XVI в. В XVIXVII вв.