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

59193. Новий рік 17.5 KB
  ік старий вирушає в дорогу Залишає нам зоряний дім Кожний кожному щастя нового Зичить радісно з роком Новим. Ведуча: Пада пада сніг лапатий Вже ступило на поріг В кожен дім це світле свято Здравствуй здраствуй Новий рік.
59194. Свято матері 33.5 KB
  ІІ Ведучий: Свято це прийшло до нас з американського континенту у 1914 р. І Ведучий: Так цей день Друга неділя Травня кожного року став міжнародним святом у найкращому розумінні цього слова. ІІ Ведучий: А 1929 рік за почином Союзу Українок був першим роком Свята Української Матері в Галичині.
59195. Свято останнього шкільного дзвоника 44 KB
  Починається нове життя від шкільного порога хай веде вас до вершин невідома дорога. Кожному з вас вони подарували найцінніше життя. Вам жити і дарувати життя іншим. Хай завжди скрізь і всюди зігрівається і освітлює вашу життєву дорогу полумя символічного фактела життя.
59196. Свято памяті українських Січових Стрільців 47.5 KB
  Ведучий: УСС єдина армія того жорстокого часу який ні тодішні ні пізніші противники ніколи не залишили жодного факту мародерства насильництва щодо полонених чи населення. Ведучий: Густо падали жертви під час кровопролиття під час боїв густо росли білі березові хрести на стрілецьких могилах...
59197. СВЯТО ПИСАНКИ 44 KB
  Для чого пишуть писанки роль писанки у весняних обрядах. Про писанки існує багато легенд та переказів у різних народів світу. То ж поговоримо коли як і для чого пишуть писанки.
59198. Свято урожаю 48.5 KB
  А ми тут говоримо говоримо і зовсім забули що у нас сьогодні таке велике свято. Урожай: Здрастуйте дорогі наші друзі Я б не сказав дивлячись на вас на всіх хто зібрався тут в такій кількості на всіх запрошених що хтось забарився.
59199. Сценарій конкурсу: Чарівна україночка 41.5 KB
  Багатьма такими рисами наділені і наші сьогоднішні дівчата які будуть брати участь у конкурсі Чарівна україночка. Ведучий знайомисть з конкурсантками. Ведучий: Для всіх болільників глядачів я нагадую які конкурси чекають на наших красунь.
59200. Сценарій родинного свята: Мужай, прекрасна наша мово 54.5 KB
  Господар і Господиня батько й мати а попереду них з короваєм на вишитому рушнику учениця. Господар. Господар Господиня та дівчинка знову кланяються. Господар і Господиня залишаються біля центрального столу.
59201. Світе тихий, краю милий, моя Україно! 33 KB
  Сьогодні ми перегорнемо сторінки історії України переконаємось що український народ справедливо називають народом-трудівником народомпоетом народоммитцем. Боротьба за свою долю виховала в нашого народу найяскравішу найхарактернішу традиційну рису волелюбність...