Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Тестирование максимальной степени сжатия архиваторов.

В данном тестировании главной целью было определить лучший по степени сжатия архиватор. Скорость сжатия была второстепенна.

Для разностороннего тестирования и выявления сильных и слабых сторон использовалось несколько наборов данных, требующих различных подходов и методов для хорошего сжатия. Их размер выбран достаточно большим, чтобы архиваторы с большим размером словаря или более эффективно использующие оперативную память могли показать свое преимущество. В сжатом при помощи ZIP виде они занимают размер в районе 15 MB.

Для каждого набора данных обычно можно подобрать наиболее оптимальные параметры сжатия. Однако в этом тестировании для всех наборов данных использовались единые параметры и методы, дающие в среднем лучшие результаты исходя из наличия 512 MB оперативной памяти. Такой подход является компромиссным. С одной стороны, можно оценить эффективность на разных типах данных, хотя некоторые архиваторы и не покажут максимальной степени сжатия. С другой стороны, в реальности приходится сжимать целые папки с разнообразными данными, а специфические значения параметров могут влиять как положительно, так и отрицательно на сжатие данных в целом. Кроме того, подбор оптимальных параметров не так прост, занимает много времени и в реальной жизни выполняется редко.

Стоит подчеркнуть, что выбор исходных данных очень сильно влияет на результаты тестирования. Например, при использовании текстовых (TXT,HTML,DOC,LOG) и мультимедиа (WAV) данных архиватор 7-zip (LZMA) покажет худшие результаты, чем RAR, который имеет специальные методы для таких типов данных. Использование несжимаемых данных (JPG, PDF) покажет мизерную разницу между архиваторами с плохой и хорошей степенью сжатия. Кстати, многие файлы могут содержать как сжимаемую информацию, так и не- сжимаемую. В том числе файлы в формате DOC и PDF.

Сильное влияние оказывает и подбор оптимальных параметров сжатия. Например, по данным www.maximumcompression.com, используещего оптимальные параметры сжатия для каждого набора данных, разница между 7-zip и RAR около 3%, что значительно меньше разницы, полученной в данном тестировании.

Тестовая система

Тестирование производилось на системе: процессор - Athlon XP 2800+, оперативная память - 512 MB.

Набор данных

Февраль 2006 года

Основные понятия и концепции организации ввода/вывода в ОС

Как известно, ввод/вывод считается одной из самых сложных областей проектирования операционных систем, в которой сложно применить общий подход из-за изобилия частных методов. Сложность возникает из-за огромного числа устройств ввода/вывода разнообразной природы, которые должна поддерживать ОС. При этом перед создателями ОС встает очень непростая задача - не только обеспечить эффективное управление устройствами ввода/вывода, но и создать удобный и эффективный виртуальный интерфейс устройств ввода/вывода, позволяющий прикладным программистам просто считывать или сохранять данные, не обращая внимание на специфику устройств и проблемы распределения устройств между выполняющимися задачами. Система ввода/вывода, способная объединить в одной модели широкий набор устройств, должна быть универсальной. Она должна учитывать потребности существующих устройств, от простой мыши до клавиатур, принтеров, графических дисплеев, дисковых накопителей, компакт-дисков и даже сетей. С другой стороны, необходимо обеспечить доступ к устройствам ввода/вывода для множества параллельно выполняющихся задач, причем так, чтобы они как можно меньше мешали друг другу.

Поэтому самым главным является следующий принцип: любые операции по управлению вводом/выводом объявляются привилегированными и могут выполняться только кодом самой ОС. Для обеспечения этого принципа в большинстве процессоров даже вводятся режимы пользователя и супервизора. Как правило, в режиме супервизора выполнение команд ввода/вывода разрешено, а в пользовательском режиме - запрещено. Использование команд ввода/вывода в пользовательском режиме вызывает исключение и управление через механизм прерываний передаётся коду ОС. Хотя возможны и более сложные системы, в которых в ряде случаев пользовательским программам разрешено непосредственное выполнение команд ввода/вывода.

Еще раз подчеркнем, что, прежде всего, мы говорим о мультипрограммных ОС, для которых существует проблема разделения ресурсов. Одним из основных видов ресурсов являются устройства ввода/вывода и соответствующее программное обеспечение, с помощью которого осуществляется управление обменом данными между внешними устройствами и оперативной памятью. Помимо разделяемых устройств ввода/вывода (эти устройства допускают разделение посредством механизма доступа) существуют неразделяемые устройства. Примерами разделяемого устройства могут служить накопитель на магнитных дисках, устройство для чтения компакт-дисков. Это устройства с прямым доступом. Примеры неразделяемых устройств - принтер, накопитель на магнитных лентах. Это устройства с последовательным доступом. Операционные системы должны управлять и теми и другими устройствами, предоставляя возможность параллельно выполняющимся задачам использовать различные устройства ввода/вывода.

Можно назвать три основные причины, по которым нельзя разрешать каждой отдельной пользовательской программе обращаться к внешним устройствам непосредственно:

¦ Необходимость разрешать возможные конфликты доступа к устройствам ввода/вывода. Например, две параллельно выполняющиеся программы пытаются вывести на печать результаты своей работы. Если не предусмотреть внешнее управление устройством печати, то в результате мы можем получить абсолютно нечитаемый текст, так как каждая программа будет время от времени выводить свои данные, которые будут перемежаться данными другой программы. Другой пример: ситуация, когда одной программе необходимо прочитать данные с некоторого сектора магнитного диска, а другой - записать результаты в другой сектор того же накопителя. Если операции ввода/вывода не будут отслеживаться каким-то третьим (внешним) процессом-арбитром, то после позиционирования магнитной головки для первого запроса может тут же появиться команда позиционирования головки для второй задачи, и обе операции ввода/вывода не смогут быть выполнены корректно.

Желание увеличить эффективность использования этих ресурсов. Например, у накопителя на магнитных дисках время подвода головки чтения/записи к необходимой дорожке и обращение к определенному сектору может значительно (до тысячи раз) превышать время пересылки данных. В результате, если задачи по очерёди обращаются к цилиндрам, далеко отстоящим друг от друга, то полезная работа, выполняемая накопителем, может быть существенно снижена.

Ошибки в программах ввода/вывода могут привести к краху всех вычислительных процессов, ибо часть операций ввода/вывода осуществляется для самой операционной системы. В ряде ОС системный ввод/вывод имеет существенно более высокие привилегии, чем ввод/вывод задач пользователя. Поэтому системный код, управляющий операциями ввода/вывода, очень тщательно отлаживается и оптимизируется для повышения надёжности вычислений и эффективности использования оборудования.

Билет 24 1 вопрос