Колледж классического приватного университета кафедра

Колледж классического приватного университета
кафедра программирования и информационных технологий
Отчет
по лабораторной работе № 4
дисциплины "Операционные системы"
Выполнил:
ст. гр. DI-112
Троцко А.К.
Принял:
Хрипко С.Л
Запорожье 2016 г
Цель работы - исследовать временные характеристики программных
процессов операционной системы Windows. Разработать программы
измерения временных характеристик программных процессов. Разработать
программы, моделирующие характерные программные процессы. Провести
вычислительные эксперименты по определению и сопоставлению временных
характеристик программных процессов.
4. Выполнить подбора параметра повторения с учетом операций ввода-вывода.
Зафиксировать в отчете это значение и время выполнения.
5. Выполнить анализ полученных результатов. Выяснить количественно на сколько или во
сколько раз операции ввода/вывода замедляют выполнение программы.
6. Выполните подобное сравнение (см. п.5) для случаев:
- "вычислительный" процесс не использует вызов процедуры, например для probatime.cpp,
"цикл расчета" реализован без вызова процедуры:
for(long int k=1; k<=k_out; k++)
{
for(j=0; j<k_in; j++)
{
y= exp(x); // что вычисляется....
};
};
- "цикл расчета" реализован с использованием вызова процедуры (в место выше
указанного фрагмента):
for(long int k=1; k<=k_out; k++)
{
for(j=0; j<k_in; j++)
{
y= dig(x);// что вычисляется....
};
};
Саму процедуру оформите как:
double dig(double x)
{ double x, y;
y= exp(x); // что вычисляется....
return y;
}
Сравните и прокомментируйте полученные результата.
7. Выполните подобное сравнение для случаев - в часто (многократно) вызываемой
процедуре определяются ("рождаются") локальные переменные и в процедуре
используются статические переменны:
например:
double z(10000); - в первом случае,
и static double z(10000) - во втором.
Напомним, что динамически "получить" оперативную память для использования в
программе можно, например, по следующей "схеме":
double dig(double x)
{ double y, *ddd;
int n=10000;
ddd=(double*)malloc(n*sizeof(double));
y=exp(x);
free(ddd); // или delete [] ddd;
return y;
}
Подробнее см.testtime2.
Сравните и прокомментируйте полученные результата.
8.
Исследуйте влияния буферизованного (потокового) и не буферизованного
ввода/вывода на время выполнения программного процесса. Для этого создайте два
процесса по разному выводящие на винчестер достаточно большие файлы разными
способами.
Буферизованный (потоковый) и не буферизированный вывод в программах может быть
организован путем использования соответствующих С++ библиотечных функций.
Буферизированный вывод обычно выполняется по следующей схеме:
char *buf=new char[101];
FILE *f1;
f1=fopen("d:\\fff.txt","w+t");
if (!f1)
{ perror("d:\\fff.txt");
exit(16);
};
//**********************
sprintf(buf,"%99d\n", num_str++);
fprintf(f1,"%s",buf);
//**********************
fclose(f1);
Не буферизированный вывод обычно выполняется по следующей схеме:
char *buf=new char[101];
int handle, result;
handle=open("d:\\fff1.txt",O_RDWR|O_TRUNC|O_TEXT|O_CREAT, S_IWRITE);
if (handle == -1)
{ perror("Open d:\\fff1.txt");
exit(16);
}
//**********************
sprintf(buf,"%99d\n", num_str++);
result=write(handle, buf, strlen(buf));// запись блоками по strlen(buf) байт.
//**********************
close (handle);
можно, конечно записывать и по одному байту -
//**********************
sprintf(buf,"%99d\n", num_str++);
for(int i=0; buf[i] != '\0'; i++)
{
result=write(handle, &buf[i], 1);
if ( result == -1 ) {
perror("write d:\\fff.txt");
exit (16);
};
};
но это слишком "расточительно"
Примеры таких программ здесь:
буферизированный вывод - a_f.cpp
не буферизированный вывод запись по 100 байт - a_s.cpp,
не буферизированный вывод запись по 1 байту - a_s1.cpp
или все программы в одном архиве.
В этих примерах программы создают на диске D: файлы объемом около 400 Мбайт.
9. Выберите рациональное значение k_out1 , выполните процесс "А"testtime в режиме "без
вывода" зафиксируйте его параметры T1all, T1cpu, T1wait. В дальнейшем такой процесс
будем называть "I/O process".
9а. Выберите рациональное значение k_out2 , выполните процесс "В" testtime в режиме "с
выводом" зафиксируйте его параметры T2all, T2cpu, T2wait. В дальнейшем такой процесс
будем
называть
"CPU
process".
Подберите значения k_out1 и k_out2 так, что бы T1all и T2all были примерно одного
порядка.
9б.Создайте пакетную процедуру запуска на выполнения двух процессов "А" и "В"
(программ testtime). Запланируйте выполнение программ в тех же режимах, что и раньше.
9в. Укажите для этих процессов одинаковый класс приоритета, например выполнив
процедурный файл:
start
"Процесс
А
I/O
start "Процесс В - CPU process"/LOW testtime 100
process"
/LOWtesttime1
2
Выполните эти два процесса в "параллельном" режиме. Зафиксируйте параметры Tall,
Tcpu, Twait для каждого процесса и определите:
- среднее ("астрономическое") время выполнения двух процессов T2s =(T1all+T2all)/2
среднее
время
ожидания
двух
процессов
T2wait=(T1wait+T2wait)/2
- полное время выполнения двух процессов T2=max( T1all, T2all);
9г. Укажите для этих процессов разные класс приоритета - для "А" низкий, для "В" высокий, например:
start
"Процесс
А
I/O
process"/LOW
start "Процесс В - CPU process"/REALTIME testtime 100
testtime
1
2
Выполните эти два процесса в "параллельном" режиме и зафиксируйте для этого случая
такую же как в п. 9в временную статистику.
9д. Укажите для этих процессов другое распределение приоритетов - для "А" высокий,
для "В" - низкий, например:
start "Процесс А - I/O process"/REALTIME testtime 1 2
start "Процесс В - CPU process"/LOW testtime 100
Выполните эти два процесса в "параллельном" режиме и зафиксируйте для этого случая
такую же как в п. 9в временную статистику.
9.е Сравните и объясните полученные результаты. Сформулируйте простейшее правило
назначение приоритетов для процессов, обладающих характерными свойствами.
10. Создайте два "I/O process" и один "CPU process". Выполните эти процессы
последовательно
и
параллельно
в
режиме
равных
приоритетов.
Для этого создайте соответствующие процедурные файлы, использующие команду
операционной
системы
START(используйте
опцию
/wait
).
Создайте процедурный файл "параллельного" запуска этих процессов и назначьте им
наиболее
рациональное
распределение
приоритетов.
Проведите эксперимент и выясните, на сколько изменилась общие показатели выполнения
этих процессов. Объясните почему.
2.Выполнение работы
4.При изменении увеличении переменных затрата времени на выполнение процесса
увеличивается.
5. С вводом/выводом скорость выполнения замедляется в 3 раза.
6. При замени цикла требуется больше времени на реализацию
7. в часто (многократно) вызываемой процедуре определяются ("рождаются") локальные
переменные:
в процедуре используются статические переменны:
Первый случай равен второму случаю.
Не буферизированный вывод:
не буферизированный вывод:
9. int main(int argc, char *argv[])
{
unsigned __int64 Tall, Tcpu, Twait;
double Pusing;
long int kmax; /*Коэффициент повторения внешнего цикла */
long int p1=0; /* = 0 ни чего доп. не делать */
/* = 1 "слушать" консоль и прервать процесс по ESC */
/* = 2 выполнять вывод на консоль
*/
int rc;
int k_in, k_out;
sys_time("Начало процесса ");
if (argc <= 1 ) kmax=1; else sscanf(argv[1], "%d" , &kmax);
if (argc <= 2 ) p1=0; else sscanf(argv[2], "%d" , &p1);
printf("============> Начали....(p1=%d)....\n", p1);
printf("Коэффициент повторения цикла k=%d\n", kmax);
k_out=kmax; k_in=0x0007FFFF;
for(long int k=1; k<=kmax; k++)
{
rc=fon_proc(k_in, p1);
//Sleep(2000);
if ( rc==1) {k_out=k; break;};
if ( p1==1 && p1==2) // слушать консоль.....
if ( (kbhit() != 0) && (getch() == 27) ) {k_out=k; break;};
};
printf("============> Кончили...(k_out=%ld)............\n", k_out);
sys_time("Конец процесса ");
proc_stat_time();
getchar();
return 0;
}
double dig(double x)
{ double y, *ddd; int n=10000;
ddd=(double*)malloc(n*sizeof(double));
y=exp(x);
free(ddd); //delete [] ddd;
return y;
}
Вывод. При проведении ряда тестов было замечено что колебания времени при
паралельно запуске процессов А и В время не значительно не меняется но колебания не
превышают 20 миллисекунд. Такие же результаты замечены в 9а 9б .