Что такое вычислительные ресурсы компьютера

Проверенных: 11
Обычных юзеров: 85
» Из них
Парней:79 Девушек:21

Ресурсы персонального компьютера

Ресурсы (от французского слова. ressource) — средства, имеющиеся в наличии, но к которым обращаются лишь при необходимости (толковый словарь).

Ресурсом является любой компонент ЭВМ и предоставляемые им возможности: центральный процессор, оперативная или внешняя память, внешнее устройство, программа и т.д. Ресурсы подразделяются на четыре вида.

Виды ресурсов персонального компьютера:

Аппаратные ресурсы (Hardware)
Файловые ресурсы
Программные ресурсы (Software)
Сетевые ресурсы

Аппаратные ресурсы – это системный блок, периферийные устройства, любое оборудование, подключенное к компьютеру.

Файловые ресурсы – это файлы и папки, а также вся файловая система.

Программные ресурсы – это все программы установленные в компьютере. Часто называют программным обеспечением (ПО). Программное обеспечение подразделяется на два вида: системное и прикладное ПО:

Системное программное обеспечение набор программ необходимой для функционирования компьютерной системы в целом, то есть программы необходимые для нормальной работы оборудования, программного обеспечения, сетевого оборудования, локальной сети, и т.д. Например: операционная система, драйвера, системные утилиты, базовая система ввода вывода.
Прикладное программное обеспечение (см.ниже) программы необходимые пользователю для решения тех или иных задач. Например: MS WORD (текстовый редактор), MS EXCEL (табличный редактор), калькулятор и т.д.

Сетевые ресурсы – ресурсы доступные по средствам ЛВС. [1] Как правило, это ресурсы других компьютеров доступные по локальной или глобальной сети.

Компьютерная сеть – аппаратное и программное объединение двух и более компьютеров с выделением сетевых ресурсов. Для связи компьютеров в компьютерную сеть могут быть использованы следующие аппаратные средства:

2. Сетевая карта

3. Сетевой кабель

4. Сетевые коммутаторы

6. Беспроводное оборудование

8. Сетевые экраны

Сетевыми ресурсами могут быть:

· Оборудование (т.е. аппаратные ресурсы другого ПК или сетевые устройства), например сетевой принтер.

· Информация (т.е. файлы и папки другого компьютера), например информация в Интернете, или на сервере.

· Программное обеспечение (установленное на другом компьютере).

Прикладная программа или приложение — программа , предназначенная для выполнения определенных пользовательских задач и рассчитанная на непосредственное взаимодействие с пользователем. В большинстве операционных систем прикладные программы не могут обращаться к ресурсам компьютера напрямую, а взаимодействуют с оборудованием и проч. посредством операционной системы.( Прикладная среда является «дружественной» по отношению к любому человеку, овладевшему несложной технологией работы в ней.

Каждая прикладная среда предназначена для создания и исследования определенного вида компьютерного объекта.

Например, для создания графического объекта предназначена среда графического редактора, для работы с текстом – среда текстового редактора и т. д.

Создание конкретной прикладной среды осуществляется комплексом прикладных программ, часто называемых пакетом прикладных программ.

Все имеющиеся на компьютере прикладные программы составляют прикладное программное обеспечение.

Прикладные программы могут работать только при условии, что в компьютере уже установлена операционная система.

Прикладные программы в среде операционной системы Windows называют приложениями.

Наибольшей популярностью пользуются следующие группы прикладного программного обеспечения:

Источник

Обзор утилит для анализа производительности на сервере

Как понять, хорошо ли, как быстро и насколько правильно работает сервер? По сути, приведённые далее проверки можно осуществлять на любом сервере, компьютере либо виртуальной машине. Для начала необходимо разобраться с основными терминами, которые будут использованы.

Утилита — компьютерная программа для выполнения специализированных задач, связанных с работой оборудования и операционной системы устройства.

Можно сказать, что это небольшие программы, которые помогают производить анализ каких-либо данных, настройку или другими способами облегчать работу пользователя с системой.

Мы видим утилиты в качестве ярлыков на рабочих столах, файлов скриптов, вызываем их из командной строки или двойным щелчком. Однако внутри содержится программный код, который за нас производит все необходимые действия.

Утилиты могут входить в состав операционных систем, идти в комплекте со специализированным оборудованием или распространяться отдельно (в таком случае их нужно скачать либо установить из репозитория).

Производительность (вычислительная мощность компьютера) — это скорость выполнения определённых операций на компьютере, которую можно представить (измерить) количественной характеристикой (процентами, секундами, флопсами).

Оценка реальной вычислительной мощности производится путём прохождения специальных тестов, предназначенных для проведения некоторых операций и измерения времени их выполнения.

В нашем случае всю работу по тестированию и оценке данных (насколько это возможно) будут производить утилиты. Мы увидим лишь конечный результат. Основная задача: понять, что именно означают выводимые значения.

Для верной интерпретации полученных фактов необходимо также понимать: существует взаимосвязь между различными аппаратными компонентами, в сумме они влияют на производительность сервера (будь то Windows или Linux).

По этой причине мы будет рассматривать отдельно несколько параметров работы системы. В сумме их показатели влияют на общую производительность системы. Измерив всего один показатель, нельзя сказать, что работа происходит плохо, долго или некорректно.

Сейчас большинство серверов работают на основе операционной системы Linux, поэтому мы рассмотрим её более подробно в первую очередь. Вторую популярную в большей степени для домашнего использования систему Windows тоже не обойдём стороной.

Важно помнить, что приведённые утилиты имеют свои аналоги в обеих системах. Поэтому будут рассмотрены основные принципы работы наиболее популярных команд и программ. Дополнительные данные можно найти в открытом доступе сети Интернет. На форумах и в других источниках. Главное — понять, что искать. Приступим.

Сервер:

★ Linux

Общая схема подбора различных утилит для анализа запущенных процессов

Мониторинг состояния системы с разбиением по процессам

Поиск проблемных мест стоит начать с использования команды top.

Данная утилита широко используется для анализа программ в режиме реального времени. Набрав в командной строке top, мы сразу же видим динамическую выдачу процессов, которые в данный момент выполняются, спят или ожидают своей очереди. Однако сейчас нас в большей степени интересует самый верх — шапка — вывода команды. Выглядит это следующим образом:

Показатели, на которые стоит обратить внимание, помечены красным цветом, их показатели — зелёным. В данном случае значения были выделены вручную для наглядности.

Более яркий вывод может обеспечить использование htop — это аналог рассматриваемой нами системной утилиты top, но для начала разберёмся с тем, на что стоит обращать внимание в обоих случаях.

Показатели загруженности системы: load average и %CPU, us, id, wa

1. load average

Состоит из трёх чисел и демонстрирует усреднённую загрузку сервера за 1, 5 и 15 минут. Чем ниже значения, тем лучше.

Простое правило: значения не должны быть больше количества процессоров.

2. %CPU

Какие процессы сколько процессорных ресурсов потребляют:

Загрузка пользовательскими процессами. Если ваш сервер постоянно не загружен ресурсоёмкими операциями типа конвертации видео, то этот показатель не должен превышать 10-20%.

Процент времени бездействия процессора должен быть высоким, в норме — от 80.

Ожидание операций ввода/вывода, чем ниже, тем лучше (иначе процессор слишком долго ждёт ответы от диска или сети).

Существует целый набор консольных утилит для измерения и анализа производительности системы — sysstat:

iostat — показывает статистику использования процессора и потоков ввода/вывода для дисков;
mpstat — выводит информацию об отдельных параметрах и общей статистике по процессору;
isag — построение графика активности системы в интерактивном режиме;
pidstat — мониторинг отдельных задач, управление которыми осуществляется ядром Linux.

Последнюю утилиту стоит рассмотреть подробнее. Для её использования мы сможем применить информацию, полученную с помощью предыдущей программы — top.

Pidstat — это утилита, которая предназначена для сбора и вывода статистики использования ресурсов процессами.

Команда сообщает об использовании процессорного времени. Мы используем её с флагом -р (что означает, сейчас мы будет указывать PID):

PID необходимого процесса вы можете посмотреть в результатах вывода той же команды top: первый столбец сообщается process id (мы указали PID 611 и 1102).

Таким образом мы узнаём количество выделяемых ресурсов процессам с определённым идентификационным номером в системе.

После необходимо указать время в секундах, в течение которого будет осуществляться проверка (в данном случае это 10 секунд). Вы можете задавать время на своё усмотрение в зависимости от задач, которые предстоит решить.

В завершение указываем число отчётов, которые желаем видеть по итогу.

При помощи флага -d можно получить статистику ввода/ вывода (остальные показатели остались неизменными):

При помощи флага -r можно получить статистику использования оперативной памяти:

Использование оперативной памяти

Для подробного отчёта об использовании всей оперативной памяти на устройстве подойдёт:

Источник

5 основных видов современных компьютеров

Строго говоря, термин «компьютер» очень объёмный, так как принцип его работы может быть основан на использовании самой разной рабочей среды и компонентов. Компьютер может быть электронным, механическим, квантовым, оптическим и т. п., работая за счёт движения фотонов, квантов, механических частей и прочее. Кроме этого, функционально, компьютеры делятся на два типа – электронные и аналоговые (механические).

Кстати сказать, слово компьютер было впервые введено в 1887 году в оксфордский словарь английского языка. Составители этого учебника понимали слово «компьютер», как механическое устройство для вычислений. Лишь значительно позже, в 1946 году, словарь дополнили терминами, чётко описывающими механический, аналоговый и цифровой компьютер.

Сегодня понятие компьютер значительно сузилось, так как многие устройства устарели и больше не используются в работе, уменьшив тем самым существующую номенклатуру этих устройств.

Быстродействие компьютеров

Быстродействие компьютера напрямую зависит от его вычислительной мощности, то есть скорости выполнения определённых операций за единицу времени. Называется эта величина – «флопс».

На практике, скорость сильно зависит от многих дополнительных условий: типа задачи, которая выполняется на компьютере, частого обмена данными между составляющими системы и т. п. Поэтому в качестве этого параметра принимают пиковую скорость вычислений – некое гипотетическое число, которое характеризует максимально возможную скорость выполнения операций.

Например, к суперкомпьютерам относят устройства, способные выполнять вычисления со скорость более 10 терафлопсов (это десять триллионов флопсов). Для сравнения, средний бытовой, персональный компьютер работает со скоростью приблизительно 0.1 терафлопса.

Для того чтобы оценить практическое быстродействие компьютерных устройств разработаны специальные тесты (на компьютерном сленге их часто называют «бенчмарки») в основу которых положены специальные математические вычисления. Производительность персональных компьютеров, оценивают, как правило, с точки зрения всех составляющих его компонентов для получения итоговой, усреднённой оценки его быстродействия.

Виды современных компьютеров

Как уже было отмечено выше, в зависимости от своей конструкции, технических параметров, применения, все компьютеры можно условно разделить на несколько типов:

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ)

По сути, это устройство представляет собой совокупность целого комплекса средств, где все составляющие его элементы выполнены при помощи электронных элементов. Основным назначением такого устройства является выполнение различных расчётов и решение задач вычислительного или информационного плана.

На сегодняшний день этот термин используется для обозначения конкретной аппаратной реализации устройства и как правовой термин в юридических документах. Кроме этого, это понятие применяют, как для обозначений компьютерной техники, выпускавшейся в 1950–1990 годах, так и для современных больших электронно-вычислительных устройств, чтобы отграничить их от компьютеров персонального типа.

Персональный компьютер

Недорогое, универсальное, достаточно компактное устройство, предназначенное для работы на нём одиночного пользователя дома или в офисе и выполнения различных, индивидуальных задач – вычислений, набора текстов, просмотра видео, прослушивания музыки и прочее. Именно благодаря такой универсальности и ценовой доступности, персональные компьютеры и получили такое широкое распространение.

Наибольшую известность получили компьютеры фирмы Apple и так называемые IBM-совместимые устройства, которые на сегодняшний день занимают львиную долю всего рынка ПК. Широкую популярность IBM обеспечила более низкая цена при почти равных возможностях.

До последнего времени, эти устройства не имели никакой совместимости между собой – ни аппаратной, ни программной. На сегодняшний день существует специальное программное обеспечение («эмуляторы»), делающее возможным запуск программ (с ограничением) от Apple на IBM-совместимых компьютерах и наоборот.

Все персональные компьютеры, в свою очередь, можно разделить на несколько типов:

Настольные ПК.

Выполняются они в виде системных блоков с отдельным монитором и выносной клавиатурой. Основным достоинством таких устройств является возможность их лёгкой модернизации, а так же, как правило, более высокая производительность в своём классе.

Ноутбуки и нетбуки.

Это персональные компьютеры, выполненные в виде переносных (мобильных) устройств, имеют небольшие размеры и вес (1–3 кг.). Такой ПК можно легко взять с собой куда угодно. Благодаря наличию аккумулятора, они дают возможность полноценно работать на них без наличия электрической сети в течение нескольких часов. Такой компьютер будет особенно полезен людям, у которых работа связана с большим количеством командировок и перемещений, а информацию при этом нужно иметь с собой.

Нетбук отличается от ноутбука меньшими размерами и производительностью, но в то же время за счёт этого он более экономичен в энергопотреблении, что даёт возможность более длительной работы от аккумуляторной батареи.

Планшетные ПК (КПК – карманные ПК) и смартфоны.

Современный вид устройств, которые фактически являются теми же самыми персональными компьютерами, но имеющие небольшие размеры в виде тонкой книжки (10-12 мм) и возможность ввода данных и управления при помощи касания пальцами собственного экрана, который получил в этих устройствах название – «тачпад».

Следует заметить, что производительность у последних моделей зачастую ничем не хуже настольных ПК. Главной отличительной чертой смартфонов является их размер (они спокойно умещаются в кармане или сумке) и наличие возможности совершать звонки в сети мобильных операторов, заменяя тем самым стандартный мобильный телефон.

Сервер

Это устройство является специализированным компьютером, который выделяется из группы персональных компьютеров (и не сильно отличается от него по своему составу оборудования) для выполнения специфических задач.

К таким задачам обычно относят хранение общих баз данных с возможностью одновременного доступа к ним, сервер печати, когда несколько пользователей могут печать на одном принтере, и. др. По своей функциональной особенности серверы бывают:

Выделенные. В этом случае он выполняет только возложенные на него задачи;
Не выделенные. Одновременно с выполнением требуемых задач, на таком компьютере параллельно работает ещё и пользователь.

Мэйнфрейм

Представляет собой большую вычислительную машину, обладающую высокой надёжностью и отказоустойчивостью. По своим техническим параметрам он во много раз превосходит выделенный сервер.

Любой компонент такой вычислительной машины может быть заменён без её остановки, что позволяет проводить ремонт и техническое обслуживание без перерыва в работе.

Применяются такие устройства на крупных предприятиях, где требуется организация бесперебойной работы с вводом-выводом и обработкой больших данных (например, продажа билетов, обслуживание платёжных терминалов и т. п.), в банковских системах, в системах управления большим количеством разнообразных нагрузок.

Главное достоинство мэйнфреймов – высокая степень надёжности и вычислительной мощности при адекватной цене.

Суперкомпьютеры

Этот класс компьютеров представляет собой очень мощные устройства, с производительностью от 60–80 мегафлопс и выше, предназначенные для выполнения специфических задач и расчётов, моделирования процессов в разных областях науки и техники, проведения биржевых операций. То есть везде, где требуется огромная вычислительная мощность.

Для примера, с тем, что суперкомпьютер может рассчитать за 2 минуты, обыкновенный пользовательский ПК может не справиться и за несколько дней.

Конструктивно такие компьютеры содержат в своём составе несколько тысяч процессоров, с возможностью проведения параллельных расчётов. Обеспечивается такая возможность ещё и специальным программным обеспечением.

Первое место среди суперкомпьютеров в мире (июнь 2016 года) занимает модель Sunway TaihuLight (Китай). Её максимальная производительность работы достигает около 93 Петафлопс. В своём составе она имеет более 40960 процессоров, а объём её ОЗУ достигает больше чем 1,31 Петабайт.
См. Интересные компьютерные факты.

Источник

Понятие вычислительного ресурса.

Операционная система — сервисная программная система обеспечивающая выполнения прикладных программ и интерфейс пользователя с вычислительной аппаратурой.

Основные задачи, которые решает ОС:

Поддержка пользовательского интерфейса.
Обеспечение ввода-вывода операций.
Управление прикладными программами.
Планирование и распределение ресурсов.

Понятие операционной среды

1. Операционная среда- набор функций операционной системы и правил обращения к ней.

2. Операционная среда – набор интерфейсов необходимых программам и пользователю для обращения к ОС.

3. Операционная среда- набор системных программ, с помощью которых исполняется прикладная программа.

Параллельное использование двух понятий ОС и операционной среды обуславливается тем, что в общем случае ОС может предоставить пользователю несколько операционных сред.

Понятие вычислительного ресурса.

Виды выч. Ресурсов:

2. Оперативная память

3. Процессорное время.

4. Информация (т. е информационные массивы, файлы, используемые прикладными программами).

Выч. Ресурсы бывают делимыми и неделимыми. Делимые – те ресурсы, которые могут использоваться несколькими программами.

Один и тот же ресурс в разных ситуациях может вести себя как делимый или неделимый.

Любой выч. Ресурс может выделяться в программе в следующих ситуациях:

1. Если он свободен и от других программ на него запросов не приходит.

2. Текущий запрос от программы и ранее введенные запросы допускают разделение ресурса.

3. Ресурс используется программой низшего приоритета и может быть отобран текущей программой.

Лекция 2.

Понятие процесса.

Одно из самых сложных и важных понятий ОС. Термин процесс был введен Юниксом.

в случае использования подпрограммы характерным является то, что когда подпрограмма получает управление, он фактически может захватить все вычислительные ресурсы, которые принадлежат основной программе. И основная программа ждет, когда подпрограмма не закончит.

Процесс — действующая или бездействующая программа, претендующая на вычислительные ресурсы.

Понятие вычислительного процесса было введено с целью организации мультипрограммирования (возможность параллельного исполнения нескольких программ).

Состояние "Выполнение" — получены все необходимые ресурсы.

Состояние "Готовности" – процесс может получить все необходимые ресурсы.

Состояние "Ожидание" – процесс не может получить ресурсы.

"Готовность" – промежуточное состояние, когда известно, что система гарантированно предоставит ресурсы.

В состоянии готовности может перейти в следующих случаях:

— по вызову из другого процесса;

— при выборе данного процесса из очереди процессов находящихся в ожидании.

— При наступлении некоторого заданного времени.

— Прерывании от какого-то внешнего устройства.

Для реализации процесса необходимо чтобы операционная система сохранила полную информацию о ней. Полная информация о процессе называется дескриптором. Дескриптор хранится в ОП и включает в себя:

1. PID – индетификатор процесса.

3. Состояние процесса.

4. Адрес памяти, куда помещается образ процесса, если он по каким-то причинам был не закончен (информация о регистрах, о местоположении программы памяти, содержимое и промежуточное вычисление).

5. Адрес памяти куда помещаются результаты взаимодействия процессов.

6. Требуемые вычислительные ресурсы для данного процесса.

7. Причины, по которым процесс был прерван.

8. Квант времени, который выделяется данному процессу.

9. приоритет процесса.

Разные операционные системы содержат разное количество дескрипторов, при этом различают количества дескрипторов, которые могут находиться в памяти. Другой вид ОС сам автоматически определяет кол-во дескрипторов.

Потоки

Поток — следующий шаг для осуществления мультипрограммирования.

Поток – механизм расщепления процесса на отдельные параллельные ветви.

Потоки наследуют те ресурсы, которые выделены процессу и пользуются только ими.

Потоки «соревнуются» за процессорное время, потоки являются программной реализацией процесса.

Прерывания:

Прерывания – механизм позволяющий координировать параллельное функционирование различных устройств и реагировать на особые ситуации, возникающие при работе процессора.

Прерывания можно определить как принудительную передачу управления от выполняемой программы к ОС, а от нее к программе обработки прерываний.

Прерывания – механизм аппаратно-программный.

Любой механизм прерываний выполняет следующие действия:

1. установления факта прерывания. При этом происходит идентификация прерывания.

2. запоминание состояния прерванного процесса.

3. сохранение информации о прерванной программе, которые не удалось сохранить на шаге 2, т.к. иногда исполняемая программа содержит большое количество информации.

4. передача управления программе обработки прерываний.

5. обработка прерываний (т.е. исполнение программы обработки прерываний).

6. восстановление информации, относящейся к прерванному процессу и передача управления прерванному процессу.

Действия 1,2,4 исполняются аппаратно, а остальные программно. 6 действие выполняется не всегда, все зависит от вида прерываний.

Прерывания делятся на 3 класса: внешние, внутренние, программные.

1. Внешние. Они вызываются асинхронными событиями происходящими вне

прерываемого процесса (прерывания от таймера, от внешних устройств ввода-вывода, при нарушении питания от другого процесса).

2. Внутренние. Вызываются событиями, которые связаны с работой процессора и являются синхронными с его операциями (прерывания адресации, при наличие в коде команды, не задействованной комбинации, при делении на ноль, при переполнении разрядной сетки).

3. Программные. Происходят по особой команде. Используются для того чтобы программы могли обратиться к системному модулю, с целью обращения к системе является переход в привилегированный режим – режим при котором становится возможным использование всех команд системы.

Лекция3. ТЕМА 2

Планирование и управление ресурсами.

Цели планирования

Основными целями планирования являются:

Максимальное использование всех вычислительных ресурсов в текущий момент времени.
Минимизация конфликтов между процессами за ресурсы.

Основными задачами планирования являются:

Диспетчеризация процессов.
Синхронизация процессов.
Выделение (распределение) памяти.

Примечание: под задачей диспетчеризации понимается поток или процесс (не разбивается на потоки) стратегии планирования.

Стратегия планирования определяет какие действия необходимо предпринять системе, чтобы достичь поставленной цели.

Различают следующие стратегии:

Стратегия исполнения процессов в том же порядке, в каком они начаты.
Стратегия предпочтения более коротких процессов.
Стратегия предоставления всем пользователям или их процессам одинаковых услуг и возможностей.

Выбор зависит от того, для каких целей будет использована ОС. Сказать однозначно, как она будет использована очень сложно.

Источник