Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Владимирский государственный университет
Кафедра вычислительной техники
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
Методические указания к лабораторным работам
Составитель В. И. БЫКОВ
Владимир 2010
УДК 004.382(075.8) ББК 32.973.202я 73
В94
Рецензент Доктор технических наук, профессор
кафедры информационных систем и информационного менеджмента Владимирского государственного университета
Р. И. Макаров
Печатается по решению редакционного совета Владимирского государственного университета
Вычислительные средства информационных систем : метод. В94 указания к лаб. работам / Владим. гос. ун-т ; сост. В. И. Быков. –
Владимир : Изд-во Владим. гос. ун-та, 2010. – 43 с.
Содержат четыре лабораторные работы по дисциплине «Вычислительные средства информационных систем», требования к оформлению отчета и вопросы для самоконтроля. Тематика работ охватывает все разделы дисциплины и, прежде всего, раздел системы ввода – вывода.
Предназначены для студентов третьего курса всех форм обучения специальностей 230201 – информационные системы и технологии (системы компьютерной графики и мультимедиа технологии) и 230202 – информационные технологии в образовании.
Ил. 14. Табл. 1. Библиогр.: 10 назв.
УДК 004.382(075.8) ББК 32.973.202я 73
2
Введение
Дисциплина «Вычислительные средства информационных систем (ИС)» – важная составляющая в подготовке специалистов по информационным системам и технологиям. Она знакомит их с аппаратными средствами ИС, в том числе с ядром ЭВМ, периферийными (внешними) устройствами и их интерфейсами. Методические указания содержат четыре лабораторных работы, в которых рассматриваются оценка производительности компьютеров, работа с прерываниями, видеосистема ПК и его диагностика.
При выполнении работ студенты изучают устройство исследуемых подсистем и разрабатывают программы работы с ними. Очередность работ соответствует лекционному курсу и может быть при необходимости изменена. При недостатке времени наиболее безболезненно может быть исключена работа № 4. В методических указаниях из-за ограничения объема дается лишь неполное описание рассматриваемых подсистем; подробное описание дается в электронном варианте, размещаемом на компьютере в лаборатории, в которой выполняются работы.
Лабораторная работа № 1
ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ЭВМ, ЕЕ УСТРОЙСТВ И УЗЛОВ
Цель работы: изучение методов, методик и способов оценки производительности компьютера, его устройств и узлов.
Оценка производительности ЭВМ
При оценке производительности ЭВМ возникают следующие проблемы:
3
достоверность оценки;
адекватность оценки;
интерпретация оценки.
Требования к тестам:
1. Тест должен получить признание широких кругов компьютерной
общественности (производители, пользователи и эксперты).
2.Методика измерения производительности не должна допускать оптимизации, т.е. поддерживать объективные результаты.
3.Соответствие результатов тестирования представлению пользователей о типовых задачах.
4.Тест должен обеспечивать простоту запуска на компьютере любого типа.
5.Моделенезависимость.
Способы толкования оценки:
1.Средняя производительность компьютера.
2.Средняя производительность тестового пакета.
3.Производительность при выполнении определенной задачи, т.е. натуральная.
4.Пиковая производительность.
5.Производительность по сравнению с принятой за эталон производительностью некоторого компьютера.
Оценка производительности процессора:
1.Количество и длительность тактов синхронизации.
2.Частота синхронизации.
3.Среднее количество тактов синхронизации на одну команду процессора.
Способы и методы оценки производительности:
1.MIPS – количество миллионов команд (операций) в секунду. Недостатки:
а) зависит от набора команд процессора; б) зависит от набора команд в программе; в) не всегда предсказуемо.
2.MFLOPS – миллионы операций с плавающей точкой в секунду.
3.LINPACK – ливерморские циклы.
4.SPEC – standart performance evaluation corp.
5.TPC – A/В/С (обработка и трансляция транзакций): А – количество транзакций в секунду; В – тест базы данных (БД); С – обработка заказов.
6.Bench mark – тестирование на многих пакетах. Пакеты включают
4
задачи по работе с БД, дисками, математические задач и обработку графики и звука и т.п.
Методические указания
1.Изучить методы, методики и способы оценки производительности компьютера и его устройств и узлов, используя литературу и материалы лекций.
2.Разработать методику оценки производительности компьютера или его устройства или узла по заданию преподавателя.
3.Разработать алгоритм и программу для оценки производительности компьютера или его устройства или узла.
4.Выполнить программу с несколькими наборами исходных данных, определяя каждый раз время выполнения. Количество повторений заданных операций должно быть большим и изменяться от 100 или 1000 до 1млрд с кратностью 10, т.е. в логарифмическом масштабе, количество экспериментов, т.е. точек на графике – не менее 5. Для измерения времени использовать процедуры или функции, имеющиеся в языках программирования. Например, в Паскале процедура
GetTime(h,m,s,d)
дает значение текущего времени, где h – часы; m – минуты; s – секунды; d – сотые доли секунды (все параметры – типа word).
Время выразить в сотых или тысячных долях секунды.
5.Повторить эксперименты на другом компьютере, имеющем другую конфигурацию и параметры производительности.
6.Вычислить (или получить на компьютере) некоторые оценки производительности компьютера или его устройства или узла.
7.Составить таблицу и построить графики полученных зависимостей. При построении графиков на формате А4 по горизонтальной оси абсцисс должно быть указано количество повторений в логарифмическом масштабе (не менее 5 точек), по вертикальной оси ординат на всю высоту листа – время в сотых или тысячных долях секунды. При малом разрешении по вертикали можно построить два графика – для малых и больших значений времени.
Примечания:
1.При выполнении теста компьютер не должен быть загружен другими задачами.
5