Глава 4. Ввод-вывод и файловая система (стр. 6 )

4.6.2. Утилита CPU-Z

Утилита CPU-Z — это небольшая (505 Кбайт), не требующая установки программа с удобным дружественным интерфейсом, предоставляющая пользователю доступ к информации, сгруппированной по пяти категориям, переход между которыми осуществляется посредством кнопок-закладок. Разработчиком утилиты является фирма Frank Delattre (сайт: http://www. /).

Первая вкладка — CPU содержит подробнейшую информацию о центральном процессоре компьютерной системы (рис. 4.53). В этом окне отображается информация о процессорном ядре, а также сведения о текущем напряжении питания, частоте системной шины, FSB, установленном множителе процессора и текущей тактовой частоте процессорного ядра. Здесь же можно найти данные о размере кэша первого (L1) и второго (L2) уровней.

Вторая вкладка — Cache — содержит более подробную информацию о структуре и рабочих параметрах кэш-памяти.

Вкладка Mainboard включает информацию, касающуюся материнской платы:

• сведения о производителе системной платы;

• название чипсета;

• название микросхемы южного моста;

• название используемого чипа контроллера ввода-вывода (Super I/O);

• информация о версии кода BIOS;

• информация об основных параметрах контроллера графического порта (AGP).

На вкладке Memory можно получить сведения об оперативной памяти: о размере, режиме работы, установленных таймингах, а также об используемых модулях оперативной памяти.

И последняя вкладка — About — помимо традиционной информации об авторе программы открывает доступ к ряду инструментов, предоставляющих в распоряжение пользователя следующие возможности:

• HTML Summary — позволяет сохранить всю полученную информацию в html-документе;

• CPUID Output — дает возможность просмотреть CPUID-информацию, сохранив ее в текстовом формате;

• PCI Device List — выдает подробную низкоуровневую информацию об установленных в системе PCI-устройствах, также сохраняемую в текстовом файле;

• Memory SPD — позволяет получить информацию об установках SPD (Serial Presence Detect) модулей памяти;

• инструмент Cache Latency представляет собой тест, с помощью которого можно определить латентность памяти).

Рис. 4.53

4.7. Задачи на устройства ввода-вывода

Задача № 4.1

Пользовательский процесс формирует строку из 70 символов для вывода на принтер, затрачивая на это 5 мс. Объем буфера равен одной строке. Страница текста содержит 50 строк. Принтер способен печатать 10 страниц в минуту. Будет ли приостанавливаться ли пользовательский процесс? Если да, то насколько? Улучшит ли ситуацию двойная буферизация?

Задача № 4.2

Страница текста состоит из 50 строк по 80 символов. Принтер способен печатать 6 страниц в мин., причем время вывода символа на принтер настолько мало, что им можно пренебречь. Имеет ли смысл управлять выводом на этот принтер при помощи прерываний, если для печати каждого символа требуется прерывание, занимающее 50 мс?

Задача № 4.3

Информация от модема поступает со скоростью 50 Кбит в с., размещаясь в двух переключаемых системных буферах., каждый из которых имеет емкость в 1 Кбайт. Перемещение данных из буфера в пользовательский процесс занимает 7 мс. Пользовательский процесс затрачивает 50 мс на обработку одного блока данных. Возможны ли при этих условиях потери данных, поступающих от модема?

Задача № 4.4

Информация от модема поступает в два переключаемых системных буфера, каждый из которых имеет емкость в 1 Кбайт. Перемещение данных из буфера в пользовательский процесс занимает 10 мс. Пользовательский процесс затрачивает 50 мс на обработку одного блока данных. Какова максимально возможная скорость работы модема в этих условиях?

Задача № 4.5

При работе модема (скорость 56Кбит/c) драйвер посылает один символ, после чего блокируется. После передачи символа в линию происходит прерывание, драйвер разблокируется и посылает следующий символ и т. д. Какую часть времени центрального процессора занимает управление модемом, если обработка прерывания, вывод одного символа и блокировка занимают 100 мкс? Предположите, что у каждого передаваемого символа имеется один стартовый и один стоповый бит, а всего символ занимает 10 бит.

Задача № 4.6

Жесткий диск имеет емкость 20 Гбайт и размещение файлов в виде связного списка кластеров. Размер кластера 8 Кбайт. Определите максимальное количество файлов, которое можно разместить на диске и долю адресной информации в процентах от емкости диска.

Задача № 4.7

Жесткий диск имеет емкость 8 Гбайт и непрерывное размещение файлов. Размер кластера 2 Кбайт. Определите максимальное количество файлов, которое можно разместить на диске и долю адресной информации в процентах от емкости диска.

Задача № 4.8

Жесткий диск имеет емкость 40 Гбайт и размещение файлов в виде перечня номеров кластеров. Размер кластера 4 Кбайт. Определите максимальное количество файлов, которое можно разместить на диске и долю адресной информации в процентах от емкости диска.

Задача № 4.9

Жесткий диск имеет емкость 2 Гбайт и файловую систему FAT16. Выберите размер кластера и оцените, сколько кластеров будет содержать область данных и FAT-таблица. Определите максимальное количество файлов, которое можно разместить на диске и долю неиспользованной емкости диска за счет внутренней фрагментации.

Задача № 4.10

В файловой системе UNIX блоки диска имеют емкость 2 Кбайт, а дисковые адреса 4 байта. Чему равен максимальный размер файла, если i-узел содержит 10 прямых адресов и по одному одинарному, двойному и тройному косвенному элементу?

Задача № 4.11

Сравните возможную степень неиспользуемого дискового пространства за счет внутренней фрагментации в файловых системах FAT16 и FAT32 при емкости винчестера 2 Гбайт и размере кластера 4 Кбайт.

Задача № 4.12

Для устранения недостатка файловой системы с непрерывным размещением файлов нужно уплотнять диск при каждом удалении файла. Поскольку все файлы являются непрерывными, для копирования файла требуется время на поиск цилиндра и задержку вращения диска при считывании файла, после чего происходит перенос данных на полной скорости. При записи на диск требуются такие же операции. При времени поиска цилиндра, равном 5 мс, задержке вращения в 4 мс, скорости передачи данных 8 Мбайт/с и среднем размере файла 8 Кбайт, сколько понадобится времени для того, чтобы прочитать файл в оперативную память, а затем записать его обратно на новое место на диске? При тех же параметрах, сколько потребуется времени для уплотнения половины 16-гигабайтного диска?

Задача № 4.13

Сравните возможную степень неиспользуемого дискового пространства за счет внутренней фрагментации в файловых системах FAT12 и FAT16 при емкости винчестера 512 Мбайт. Какой размер будет иметь кластер? Сколько места займет FAT-таблица?

Задача № 4.14

Сравните для жесткого диска емкостью 20 Гбайт с размещением файлов в виде связанного списка кластеров и в виде связанного списка индексов при размере кластера 8 Кбайт максимальное количество файлов, которое можно разместить на диске и долю адресной информации в процентах от емкости диска.

Задача № 4.15

Диск имеет емкость 4 Гбайт и разбит на два раздела, каждый по 2 Гбайт. В первом разделе используется FAT16, а во втором FAT32. При равном размере кластера (каком именно?), какая из FAT-таблиц будет иметь больший объем, и какой из разделов будет иметь большую фрагментацию?

Задача № 4.16

У гибкого диска 40 цилиндров. Операция поиска занимает 6 мс на цилиндр. Если не пытаться разместить блоки файла близко друг к другу, два логически последовательных блока окажутся в среднем на расстоянии 13 цилиндров друг от друга. Однако если операционная система пытается объединять логически соседние блоки в кластеры, то среднее межблоковое расстояние может быть уменьшено до двух цилиндров. Сколько понадобится времени в обоих случаях для считывания 100-блочного файла, если задержка вращения составляет 100 мс, а время переноса одного блока равно 25 мс?

Задача № 4.17

У контроллера DMA четыре канала. Контроллер способен запрашивать 32-разрядное слово через каждые 100 нс. Ответ на запрос занимает столько же времени. Насколько быстрой должна быть шина, чтобы не стать узким местом системы?

Задача № 4.18

Драйвер диска получает запросы на чтение-запись к цилиндрам 10, 22, 20, 2, 40, 6, 38. Перемещение блока головок с одного цилиндра на соседний занимает 6 мс. Сколько времени потребуется на перемещение головок при использовании алгоритма:

А) обслуживания в порядке поступления запросов;

Б) обслуживания в первую очередь ближайшего цилиндра.

Во всех случаях начальное положение блока головок на цилиндре 20.

Во всех случаях начальное положение блока головок на цилиндре 20.

Задача № 4.19

Предполагая, что для копирования одного байта требуется 10 нс. Сколько времени понадобится, чтобы полностью перерисовать отображаемый на адресное пространство памяти экран, работающий в символьном режиме с разрешением 25 строк по 80 символов? Какой результат получится в графическом режиме с разрешением 1024 х 768 пикселов в формате RGB?

Задача № 4.20

В компьютере есть кэш, основная память и диск, который используется для организации виртуальной памяти. Если слово, к которому производится обращение находится в КЭШе, для доступа к нему требуется 2 ns. Если это слово находится в основной памяти, но отсутствует в КЭШе, то оно сначала загружается в кэш за 10 ns, а затем к нему производится обращение. Если нужного слова нет в памяти, то чтобы найти его на диске и загрузить в основную память требуется 12 ms; еще 10 ns нужны, чтобы скопировать его в кэш, и только затем к этому слову производится обращение. Результативность обращений к КЭШу равна 0,9, а результативность обращений к основной памяти – 0,6.

Требуется определить среднее время, которое требуется для доступа системы к нужному ей слову.