Знайте, Intuit, лекция, методите за оценка на задачите за изпълнение компютри домейни и

1.2. Имоти за измерване на основните характеристики изчислителни

Сравнение между компютри обикновено започва с оценка на ефективността им. Това наложи въвеждането на подходящи единици изпълнение измерване и разработването на стандартни методи за оценка.

Методи за оценка на експлоатационните характеристики на компютърни системи трябва да отговарят на определени изисквания. На първо място, те трябва да бъдат признати, като напълно е възможно да се направи оценка на системата за компютри и годни задачи на потребителя. То трябва да бъде тяхната наличност за независим и самостоятелно разглеждане.

В основата на използваните в момента за оценка и сравнение на методите на компютърните технологии е време.

Computer. който носи определено количество работа за по-малко време, се счита за по-бързо.

Оценка на времевите характеристики на произведения изпълнява процесора - не е тривиална задача.

За потребителя е важно да се времето, в което тя е решила проблема. Но на практика няма програми, които могат да работят без някои от операционната система. Във връзка с това прави допълнителни режийни разходи време. Ето защо, когато се измерва изпълнението на най-често използваният размер на потребителя и системата процесорно време.

Допълнителни трудности при сравняване на времеви характеристики на различни компютри решени проблеми, дължащи се на факта, че кодът на система за решаване на проблема на един компютър на друг компютър на потребителя може да бъде.

По време на измерването, значителните методологически грешки, причинени от нарушаването на основната концепция на измервателни системи, което води до "измервателен уред" се превръща в неразделна част от системата, която се измерва.

Има сериозни методологични трудности при сравняване на производителността на компютрите с различни операционни системи.

В тази връзка, техники за оценка за успешно използват различни периоди:

астрономически;
време за изпълнение (времето за изпълнение);
време за реакция (време на реакция);
изминалото време (изминало време), което представлява закъснението на заданието и включват: процесорно време, при достъп до твърдия диск при достъп до ОП, време на I / O, разходите на операционната система режийни.

За измерване на времето на процесора, изразходвани за изпълнение на тази програма, специално време, което се нарича времето на процесора (CPU време). От възможно това време, докато чака за I-O, както и за изпълнението на други програми. Необходимостта да използвате тази опция, се дължи на факта, че в режим на мулти-програма, комбинацията от време процедури, обслужващи задачи, които използват различни ресурси.

процесорно време може да бъде разделена на потребителите и на системата.

Всички съвременни компютри работят като цяло, най-малко. две или операция на задача, обслужваща искания на исканията на операционната система и потребителски задачи.

В случаите, когато функциите на операционни системи могат да бъдат сведени до един прости задачи задача график, системното време на процесора може да бъде пренебрегната. Пример за това е авиация и космически системи за управление на на борда, автоматизирани системи за контрол на процесите.

Feature процесор като обект на измерване е, че скоростта на реакция на функционалните процесорни устройства често не зависи от динамичните характеристики на тези устройства, и е дадено от честотата на осцилатор тактови импулси. Ето защо, времето на процесора може да бъде изчислен по два начина:

умножаване на броя на циклите за синхронизация, необходима за изпълнението на програмата в синхронизация дължина цикъл,
или чрез разделяне на броя на циклите за синхронизация за програмата за честотата на синхронизация.

Важна характеристика е средният брой на процесорни такта, необходими за изпълнение на една инструкция (CPI часовник цикъла на обучение). Тази опция е лесно да се направи оценка за процесорното време, необходимо за тази програма, да знаят броя на изпълнените инструкции в програмата.

производителността на процесора се определя от три параметъра:

тактова честота;
Средният брой на такта на командата;
броят на инструкции екзекутиран.

Всички тези параметри са тясно свързани:

средният брой на циклите на екипа зависи от функционалната организация и команда система;
синхронизиране на честотата зависи от нивото на технологиите хардуер и функционална организация на процесора;
броят на изпълнените инструкции в програмата се определя от проблема да бъде решен, системната архитектура и алгоритъмът работи компилатори. трябва да се помисли и трите компонента за сравнение на два компютъра за тяхното изпълнение.

В търсене на стандартен показател за оценка на ефективността на компютърни системи, бяха избрани няколко единици.

Един от най-често срещаните сред тях е най-MIPS (милиона инструкции в секунда). Той показва броя на програмните инструкции, изпълнявани в секунда.

Производителността се определя като обратна на стойност по време на изпълнение, както и компютър с висока скорост е по-висока MIPS - рейтинг.

На пръв поглед, метриката е много проста, но използването му не позволява да се вземат предвид характеристиките на програмата се изпълняват и процесор архитектура. Невъзможно е да се сравни компютри с различен набор инструкции. Дори на един компютър, резултатът се променя с различни проблеми. Сериозни проблеми възникват във връзка с използването на копроцесори за извършване на плаващи инструкции точкови и оптимизиране на компилатори. Всичко това прави невъзможно да се извърши обективна съпоставка на различни процесори.

С концепцията за MIPS някога е бил свързан още два показателя, въз основа на ефективността на препратка компютъра декември VAX 11/780 компании и една от модели RS / 6000 до IBM на. Изпълнението на тези компютри се определя като 1 MIPS. Системи за ефективността на теста се изчислява в зависимост от изпълнението на компютри, които да служат за основа. Очаквано съотношение между тези стойности е както следва: 1 IBM MIPS е 1.6 декември MIPS.

Използване на референтна компютъра е свързана със сериозни трудности:

Трябва постоянно да се възпроизвежда или да поддържат стандарта;
изисква двойни проблемите програмните изследвания: за изследвания и референтния компютъра.

Използването на измерване на резултатите в компютри MIPS не винаги е обективен. Пример за това е на проблемите, свързани с научни и технически изчисления. Те са широко използвани с плаваща запетая аритметично. Решаването на тези проблеми изисква значителни изчислителни ресурси. Въпросът за оценка на представянето, използвани в тяхното решаване на компютърни системи винаги е била много рязко. В този случай, показателите за успешно представяне се достигат и поднесени са показателни за нивото на развитие на компютърните технологии.

Ето защо, за такива приложения процесорна производителност и се определя в сандали (Fl плаващ точка O P перации НЛП S ТОКИ), което показва колко много операции с плаваща запетая в секунда изпълнен от компютър.

Съвременните компютри имат достатъчно високо ниво на изпълнение, така деривативни стойности от провали в момента се използват. MFLOPS. GFOPS, TFLOPS. PFLOPS.

Тази цифра се характеризира основно с използването на компютри в научни и технологични приложения. Той е проектиран да направи оценка на изпълнението на работата на компютърната система на плаваща запетая аритметични операции. В противен случай, употребата му не винаги е вярно.

Това изпълнение, както и MIPS. Това зависи от конкретните програми, изпълнявани от архитектурата на процесора.

Въпреки това, има и недостатъци MFLOPS. На първо място, това се дължи на факта, че не са съвместими операции с плаваща запетая на различни компютри.

Друг проблем е, че изпълнението на различните операции по време на плаваща точка може да се различава съществено в резултат на MFLOPS Оценка силно зависи от състава на сместа за изпитване. Например, програмата. състояща се от допълнения, ще бъдат класирани по-високо. от програмата. състоящ се от повторенията, с равен брой от тези операции.

За да се оценят показателите за успешно представяне на MIPS и MFLOPS използва много различни тестове. Разполагате с няколко примера.

Тест смес Dhrystone сега е почти никога не се използва.

Сместа се състои от сто отбори. От тях, 53 на оператора на прехвърляне, 32, 15 команди на функционални повиквания. Тъй като броят на показателите, използвани Dhrystone на секунда. Тестът е много кратък [301. 302].

"Ливърмор цикъла" са типичен набор от фрагменти на езиковите програми на FORTRAN. [301. 302] различни компютърни алгоритми, прилагани в тези програми:

Техният избор се основава на дългогодишния опит на създаването на суперкомпютри и сложни научни и инженерни изчисления Livermore National Laboratory. Лорънс (Lawrence Livermore National Laboratory, LLNL) от американското министерство на енергетиката

При тестване се използва или малък набор (14 цикъла), или голям набор (24 цикъла).

Коефициент на паралелното на алгоритмите в границите от 0 до 1. Това позволява на "Ливърмор цикъл", за да се оцени компютърни системи за изпълнение с различна архитектура. Тестът почти никога не се използва.

LINPACK тест е програма, аз имам за решаване на системи линейни алгебрични уравнения с висока размерност. Те са написани на FORTRAN [програмиране 301. 302].

Използва се в тези програми са широко използвани алгоритми за решаване на редица практически проблеми. С популярността на този тест е свързана с потребителите.

Националната лаборатория Аргон (Аргон Националната Lab) на Департамента по енергетика на САЩ редовно публикува резултатите от изследване на различни компютърни системи в Linpack тестове.

В основата се използва в метод Linpack алгоритми разлагане се използва широко в изчислителни висока производителност. Предимството на тест Linpack е структурирането им. За изпълнение на елементарните операции на вектори, вектори, които включват умножаване с скалараните допълнение вектор, скаларната продукт на вектори, разпределени изходното ниво система, наречена BLAS (Основни линейна алгебра подпрограми).

Изходни данни за теста са представени като реални числа двойни. Получените резултати са изразени в MFLOPS.

тест LINPACK има две нива.

В теста, първо ниво се използва LINPACK DP първоначалния размер матрица от 100 * 100. В теста второ ниво LINPACK ТЕЦ оригиналната матрица има размер на 1000 * 1000.

Първото ниво на този тест не може да се използва в областта на компютърните системи, позволява да се постави цялата оригинална матрица в памет кеш.

В този случай, резултатите могат значително да надвишават действителните възможности на системата.

тестове за кандидатстване Linpack ТЕЦ, LINPACK ТЕЦ за масово паралелни системи нарасне до недостатъчно, за да се оцени тяхната ефективност

За да се направи оценка на изпълнението на такива системи за изпитване, използвани LINPACK HPC (Високо паралелна обработка на данни), което осигурява пълно натоварване на изчислителни ресурси MPP-система, увеличаване на размера на матрицата. А версия на този тест е предназначен за паралелни изчислителни системи.

Тест LINPACK пакет с двойна точност, широко използван от производителите на компютърни системи с висока производителност.

Анализът на подходи за оценка на изпълнението на компютърни системи води до следните изводи:

Метод за измерване на производителността на компютъра до голяма степен зависи от избора на мерни единици;
инструменти за измерване на производителността на компютърните системи трябва да се приспособява към двете си архитектурни особености и класове решени С тяхна помощ задачи.