Загрузка процессора

Загрузка процессора – параметр, изменяющийся во времени, поэтому оценивалась зависимость ZCPU(TM). Это очень важный показатель, характеризующий качество работы системы в целом.

Оценка зависимости загрузки процессора от алгоритма замещения страниц

Для оценки этой зависимости построим в одних осях графики зависимости загрузки процессора от времени при использовании различных ДО, на которых предполагается зафиксировать три интервала.

1 – Интервал нарастания загрузки. В это время пользовательские процессы представляются системе и начинают формировать запросы. Процессор постепенно загружается до возможного максимума

2 – Интервал максимума. В течение этого интервала происходит основная работа. Процессор предоставляется процессам по очереди. Загрузка процессора на этом этапе максимальна

3 – Интервал убывания. Убывание происходит, запросы пользовательских процессов уже обработаны, и процессы не нуждаются более в процессоре. Чем раньше наступает этот этап, тем лучше работает система.

Для объективности выполним тестирование при разных значениях числа пользовательских процессов (Табл. 3 а, b, c)

Табл. 3а. Результаты тестирования загрузки процессора во времени

(квант времени = 8, число процессов= 8, Объем ОП= 10)

Табл. 3b. Результаты тестирования загрузки процессора во времени

(квант времени = 8, число процессов= 3, Объем ОП= 10)

Рис. 6а. Зависимость загрузки CPU от модельного времени. Параметры тестирования: квант времени = 8, число процессов= 8,

Объем ОП= 10

Рис. 6б. Зависимость загрузки CPU от модельного времени. Параметры тестирования: квант времени = 8, число процессов= 3,

Объем ОП= 10

Из графиков зависимостей можно сделать следующие выводы:

· На графиках достаточно точно прослеживаются интервалы возрастания, максимума и убывания

· Для восьми процессов (Рис. 6а) дисциплина NUR дает бОльшую загрузку процессора, чем LFU и FIFO. Это связано с меньшим числом страничных сбоев, даваемых ДО NUR. Для трех пользовательских процессов (Рис. 6b) разные ДО дают сходные результаты. Это объясняется тем, что системе удалось целиком, или почти целиком, разместить процессы в ОП (в связи с малым их количеством), и число страничных сбоев мало независимо от алгоритма замены страниц.

· Для восьми процессов интервал убывания для дисциплины NUR начался раньше. Это означает, что системе удалось быстрее удовлетворить запросы пользовательских процессов, и еще раз подтверждает высокую эффективность дисциплины NUR.

· Дисциплины LFU и FIFO дали сходные результаты. Следовательно, некоторое преимущество LFU перед FIFO не сказывается значительным образом на загрузке процессора.

Оценка зависимости загрузки процессора от величины кванта времени

Для оценки этой зависимости построим в одних осях графики зависимости загрузки процессора от времени при различных значениях кванта времени. Конфигурация системы при тестировании: 5 пользовательских процессов, ДО FIFO, объем памяти 5 страниц. (Табл. 4.)

Табл. 4. Результаты тестирования зависимости загрузки процессора

от величины кванта времени

Рис. 7. Зависимость загрузки CPU от модельного времени

На графике (рис. 7) видны области нарастания, максимума и спада загрузки процессора, однако зависимость загрузки процессора от кванта времени не наглядна. Для наглядности вычислим среднюю загрузку процессора за время работы системы для каждого значения кванта времени (см. табл. 4), и построим график зависимости средней загрузки процессора от длительности кванта. (рис. 8)

Рис. 8. Зависимость загрузки CPU от длительности кванта времени

Из графика можно сделать следующие выводы:

· При небольшой длительности кванта с ее возрастанием возрастает и загрузка процессора. Это может объясняться тем, что чем больше время непрерывного использования процессом CPU, тем большее число запросов может сформировать процесс, и в результате с большей вероятностью не будет ожидать в системной очереди очередного кванта процессорного времени, а займет какой-нибудь ресурс. Кроме того, с увеличением кванта времени система реже будет исполнять собственные задачи, например – системные часы.

· При большой длительности кванта загрузка процессора падает. Это связанно с тем, что система менее оперативно отвечает на запросы процессов.