Теоретический расчет персонального компьютера

Лабораторная работа №2

(Средства диагностики)

Введение

В данной лабораторной работе приводятся настройка основных средств диагностики информационных систем на базе Linux. Студентам предстоит проверить работу оборудования, выполнить расчет производительности и сделать заключение об узком месте информационной  системы.

Краткая теория

Узким местом информационной системы является компонент, пропускная способность которого существенно ниже пропускной способности остальных компонентов. На практике существует понятие теоретической и практической пропускной способности.

Теоретическая пропускная способность определяется как произведение частоты работы компоненты на её разрядность. Например, теоретическая пропускная способность одного канала оперативной памяти DDR3-1333, с частотой 667 МГц и разрядностью 64 Бит составляет

(667 Мгц x 64 бит x 2 )/8 бит = 10672 Мбит/с

Практическая пропускная способность определяется на основании тестов. Так тестирование памяти DDR3 пакетом memtest86+ (Рис.1) показывает реальную пропускную способность 55862Мбит/c, что почти в 2 раза меньше теоретической пропускной способности.

Рис1.Практическая пропускная способность оперативной памяти

(Практическая пропускная способность памяти в данном случае ограничена пропускной способностью возможностями центрального процессора.)

Основными компонентами компьютера мы будем считать CPU (центральный процессор), MEM (оперативная память), VIDEO (видеоадаптер), HDD (жесткий диск) и LAN (сетевой интерфейс). В случае рассмотрения сервера видеоадаптер обычно не рассматривают, но последние методы вычисления, основанные на распараллеливании показывают, что даже для сервера видеоадаптер имеет не последнее значение. Компоненты компьютера размещены на шинах, которые связаны между собой «мостами» (северный и южный). Классическая компоновка персонального компьютера показана на Рис. 2. Элементы размещены по пропускной способности  (чем выше элемент, чем он более производителен и его пропускная способность выше). Производительность мостов можно получить из спецификации чипсета материнской платы. Отмечу, что в последних архитектурных решениях, «северный мост» перенесен в центральный процессор, что существенно увеличивает его производительность, но требует более быстрой оперативной памяти и видеоадаптера. 

Рис.2Классическая архитектура персонального компьютера

Для достижения идеальной производительности, все компоненты должны работать с одинаковой производительностью, но это достичь пока не получается, поэтому используется другой метод расчета – метод сравнения производительности по уровням. Суть метода в том, что производительность каждого элемента верхнего уровня должна быть не меньше суммы производительности компонентов на нижележащем уровне и компоненты на одном уровне должны иметь примерно равную производительность.

Теоретический расчет персонального компьютера

На Рис. 3 представлена архитектура персонального компьютера на основе центрального процессора INTEL. Расчет производительности компонентов представлен в таблице. Желтым цветом окрашены компоненты, являющиеся «узким местом».

Рис. 3 Персональный компьютер

Для данной системы необходимо заменить центральный процессор производительностью не менее чем 1056Мбит/сек (Pentium 264 (300) МГц)  и встроенную сетевую карту не менее чем 132 Мбит/сек. (адаптер на 1Гб/с). Теоретический расчет, несмотря на его простоту, дает довольно хорошую оценку системы, но для более точной оценки нужна не теоретическая, а практическая пропускная способность.

Средства диагностики

Для проведения теоретических расчета пропускной способности компьютера необходимо получить данные о его основных компонентах: CPU, MEM, VIDEO, HDD, NET

Для просмотра оборудования можно воспользоваться текущим состоянием специальной файловой системы /proc

/proc/devices – список компонентов (устройств), подключенных к компьютеру.

/proc/cpuinfo– описаниецентрального процессора (CPU)

/proc/bus/pci/devices – описание устройств шины

/proc/interraupts –таблица прерываний

/proc/modules– модули ядра

/proc/partitions –партиции

/proc/scsi/devices – устройства

/proc/loadavg– загрузка системы (Первые 3 числа измеряют среднюю загрузку системы за последние 1, 5 и 15 минут. 4-ый параметр это количество активных процессов и их общее число. Последнее число это ID последнего использованного процесса. )

Утилиты просмотра оборудования:

#lspci (lspcidrake)– просмотр устройств на шине PCI (MEM,VIDEO,HDD,LAN)

#lsscsi– просмотр устройств хранения

#lspcmcia– просмотр устройств pcmcia

#lscpu– информация о процессоре

#lsusb– информация о usb устройствах

#lshal– информация о hal

#lsnetdrake- настройка сети

#lsb_release –a– название дистрибутива

Программы, показывающие общую информацию о системе

#hwinfo(CPU, MEM, VIDEO,HDD, LAN)

#lshw

Установка утилиты hwinfo на рабочей станции PCLinuxOS

#apt-get install hwinfo

#hwinfo

Полученная информация по компонентам персонального компьютера оформляется в виде таблицы.

Для получения практической пропускной способности используются утилиты диагностики.