Лабораторная работа производительность windows

МОНИТОРИНГ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ОС WINDOWS

Цель работы: практическое знакомство с методикой использования системного монитора (монитора производительности) perfmon для поиска узких мест в вычислительной системе

1 КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

1.1. Мониторинг производительности ОС с помощью системного монитора

Цель мониторинга работы ОС – поиск узких мест в системе, обусловленных нехваткой ресурсов – аппаратных или информационных. В качестве исходных данных для анализа узких мест могут использоваться данные, получаемые со счетчиков производительности.

Счетчики производительности. Семейство операционных систем MS Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000, Windows XP, Windows Vista, Windows 7) получает информацию о производительности от аппаратных и программных компонентов компьютера. Системные компоненты (драйверы режима ядра) в ходе своей работы генерируют данные о производительности. Такие компоненты называются объектами производительности. В ОС имеется ряд объектов производительности, обычно соответствующих аппаратным компонентам, таким как память, процессоры, внешние устройства и т. д.

Каждый объект производительности предоставляет счетчики, которые собирают данные производительности (performance counters). Счетчик производительности представляет собой механизм, с помощью которого в MS Windows производится сбор сведений о производительности различных системных ресурсов. В MS Windows имеется предопределенный набор счетчиков производительности, с которыми можно взаимодействовать — некоторые из этих счетчиков присутствуют на всех компьютерах с установленной ОС Windows, а некоторые относятся к определенным приложениям и имеются только на некоторых компьютерах. Каждый счетчик относится к определенной области функций системы. В качестве примера можно привести счетчики, следящие за загрузкой процессора, использованием памяти и количеством полученных или переданных по сети байтов. Экземпляр компонента PerformanceCounter можно использовать для непосредственного подключения к существующим счетчикам производительности и для динамического взаимодействия с данными этих счетчиков.

Счетчик производительности следит за поведением объектов производительности компьютера. Эти объекты включают в себя физические компоненты, такие как процессоры, диски, память и системные объекты, такие как процессы, потоки и задания. Системные счетчики, относящиеся к одному и тому же объекту производительности, группируются в категории, отражающие их общую направленность. При создании экземпляра компонента PerformanceCounter сначала указывается категория, с которой будет взаимодействовать компонент, затем внутри этой категории выбирается счетчик, с которым будет осуществляться взаимодействие.

Примером категории счетчиков производительности в Windows является категория «Память». Системные счетчики в этой категории отслеживают такие данные, как количество доступных и кэшируемых байтов. Чтобы узнать в приложении количество кэшируемых байтов, нужно создать экземпляр компонента PerformanceCounter и связать его с категорией «Память», а затем выбрать в этой категории соответствующий счетчик (в данном случае счетчик кэшируемых байтов).

Некоторые объекты (такие как Память и Сервер) имеют только один экземпляр, другие объекты производительности могут иметь множество экземпляров. Если объект имеет множество экземпляров, то можно добавить счетчики для отслеживания статистики по каждому экземпляру или для всех экземпляров одновременно.

Например, если в системе установлены несколько процессоров, или процессор имеет несколько ядер, то объект Процессор будет иметь множество экземпляров. В случае, если объект поддерживает множество экземпляров, то при объединении экземпляров в группу появятся родительский экземпляр и дочерние экземпляры, которые будут принадлежать данному родительскому экземпляру.

В счетчиках производительности сохраняются данные о различных частях системы. Эти значения не запоминаются как записи, но они сохраняются, пока для заданной категории дескриптор остается открытым в памяти. Процесс извлечения данных из счетчика производительности называется получением выборки данных. При получении выборки происходит извлечение непосредственного или рассчитанного значения счетчика.

В зависимости от определения счетчика это значение может соответствовать текущему использованию ресурса (мгновенное значение) или может быть средним значением двух измерений за период времени между выборками. Например, при извлечении значения счетчика потоков из категории Process для конкретного процесса извлекается число потоков на момент последнего измерения. Полученная величина является мгновенным значением. Тем не менее, при извлечении значения счетчика Pages/Sec категории Memory извлекается значение в секундах, которое вычисляется на основе среднего числа страниц, полученных между двумя последними выборками.

Использование ресурсов может сильно изменяться в зависимости от работы в различное время дня. Поэтому счетчики производительности, отражающие процент использования ресурсов за интервал, являются более информативным средством измерения, чем вычисление среднего на основе мгновенных значений счетчиков. Средние значения могут включать в себя данные, соответствующие запуску службы или другим событиям, что на короткий период приведет к выходу значений далеко за пределы диапазона, и, следовательно, к искажению результатов.

Для работы со счетчиками производительности используется встроенная в ОС Windows (NT, 2000, XP, Vista, 7) программа Perfomance Monitor (perfmon.exe). Она не представлена в Главном меню, но ее всегда можно запустить посредством команды “Выполнить”, далее в строке набрать perfmon.exe. В ОС MS Vista используется меню Поиск, в строке поиска вводится имя запускаемого приложения. Для добавления счетчиков необходимо вызвать правой кнопкой мыши контекстное меню на поле графиков (рис. 1), выбрать объект, счетчик, экземпляры счетчика и нажать кнопку “Добавить”.

Рисунок 1. Внешний вид программы Perfomance Monitor в MS Windows XP

В качестве примера рассмотрим последовательность действий при построения графика зависимости размера рабочего множества страниц процесса Блокнот (Notepad) от времени.

2.Запустить системный монитор perfmon.

3.Используя кнопку Удалить (рис. 1), очистить окно вывода и перечень выводимых графиков.

4.Правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, выбрать Пункт Добавить счетчики.

5.В окне Добавить счетчики (рис.2) выбрать из списка Объект категорию Процесс, далее из списка процессов выбрать процесс notepad, выбрать счетчик Рабочее множество из списка счетчиков – рис. 2.

Рисунок 2. Добавление нового счетчика

1. Нажать кнопки Добавить и Закрыть.

Примечание. Для просмотра пояснений о том, какие данные предоставляет конкретный счетчик, используется кнопка Объяснение в диалоговом окне Добавить счетчики (рис. 2).

Управление формой представления графиков производится с помощью окна свойств, которое открывается с помощью кнопки Свойства.

Диапазон значений вертикальной шкалы задается в окне Свойства: системный монитор см. рис. 3.

Рисунок 3. Окно Свойства: системный монитор, закладка График

В окне Свойства необходимо задать максимальное и минимальное значения вертикальной шкалы и нажать кнопку Применить.

На рис. 4 показан полученный график изменения рабочего множества программы notepad в процессе создания текстового файла.

Рисунок 4 График изменения рабочего множества процесса notepad при создании файла

2. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ

1. Построить графики изменения количества потоков приложений Notepad и Open Office при создании документа, содержащего текст из одного слова.
2. Для приложения Калькулятор построить 2-3 наиболее динамично изменяющихся графика изменения текущего приоритета потоков при вычислении значения арифметического выражения, перемещении калькулятора по экрану, перемещении курсора мыши по экрану в области окна калькулятора.
3. Для приложения Open Office построить график изменения объема используемого файла подкачки при последовательном открытии 3-4 файлов увеличивающегося размера.
4. Выполнить индивидуальные задания для бригад согласно табл. 1

Таблица Индивидуальные задания для бригад

Для программы Проводник построить графики изменения количества потоков в процессе запуска приложения

Показать характер изменения во времени общего количества выполняющихся с системе потоков

Для каждого ядра процессора выяснить, в каком режиме ядро работает больше времени – пользовательском или системном

Для каждого ядра процессора выяснить, сколько процентов времени ядро выполняет обработку прерываний.

3. ОТЧЕТ О РАБОТЕ

Готовится в письменном виде с помощью текстового процессора.

1.Результаты, полученные при выполнении заданий 1 — 3.

2.Результаты, полученные при выполнении индивидуальных заданий.

3.Выводы по работе.

4. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Назначение счетчиков производительности.
2. Категории и экземпляры счетчиков.
3. Управление параметрами создаваемых графиков (масштаб, цвет и толщина линий).
4. Влияние активности окна приложения на текущий приоритет его потоков.

Лабораторная работа № 5 «Оптимизация работы ОС Windows Xp»

Лабораторная работа № 5

Цель: Провести оптимизацию операционной системы Windows Xp. Проверить работоспособность системы после проведения ее оптимизации. Выполнить практическую часть. Сделать выводы.

Оборудование: Персональный компьютер ( Intel Core2Duo 2.0, 2.0 GB ОЗУ, HDD 160 GB), операционная система Windows XPSP3 Full. Виртуальная машина с установленной операционной системой.

Мы знаем что каждый пользователь ПК выбирает и настраивает операционную систему удобным для него способом. Мы будем проводить оптимизацию системы WindowsXP получившей очень широкое распространение в недавнее время.

Операционная система Windows представляет собой взаимосвязанную систему из многих компонентов, т.к. она применяется во многих областях жизнедеятельности человека. Но далеко не каждый пользуется всем изобилием средств и сервисов этой системы ввиду ненадобности, а зачастую эти сервисы на свою поддержку могут забирать очень большую часть системного ресурса.

Оптимизацию операционной системы начнем с корректировки системной папки windows.

1.Удаляем лишние папки

Посмотрите свойства диска на котором установлена ОС и свойства системной папки. Установите их размер и зафиксируйте в отчете.

Свойства системной папки. Размер составляет 1.37 Гб.

Свойства локального диска с ОС. Занимаемое место 2.16 Гб.

Для уменьшения размера, занимаемого Windows XP, можно удалить папку %SystemRoot%\Driver Cache\i386\. Правда, после этого, каждый раз когда вы будете устанавливать новое оборудование, Windowsбудет запрашивать установочный CD.

Удаление папки из системного каталога ОС.

Можно также отключить режим System Restore, удалив тем самым информацию из папки System VolumeInformation. Но данное действие проводить не рекомендую так как при отключении этого режима в системе образуется дыра которая до сих пор не залатана производителями ОС, и которой могут воспользоваться недоброжелатели.

И еще одну папку можно удалить — %SystemRoot%\system32\dllcache\. В ней хранятся защищенные системные файлы, используемые для автоматического восстановления оригиналов в случае их повреждения. По умолчанию размер этой папки — 400 Мб. Он задается в реестре параметром SFCQuota(0xFFFFFFFF), находящимся в ключе HKEY_LOCAL_MACHINE\ SOFTWARE\Microsoft \WindowsNT \CurrentVersion \Winlogon)/. С помощью команды sfc: sfc /cachesize=0 его можно сократить до нуля (или до любого другого желаемого значения).

Удаление папки dllcache из системного каталога.

Также изменим размер который выделяет система по умолчанию под эту папку.

Это можно сделать в редакторе реестра RegEdit .

Или с помощью команды sfc.

Проделайте изменение размера папки и проверьте выполнение команды.

Измененное значение параметра в реестре фиксирующее размер папки в системном каталоге.

После выполнения удаления папок из системного каталога проверьте результат и зафиксируйте разницу.

Размер системной папки после оптимизации.

Занимаемое место ОС на жестком диске после оптимизации.

DOSи версии Windows, не входящие в семейство NT, мало заботятся об оптимизации файловой системы. Это приводит к образованию «дыр» в разных местах дискового пространства при установке и удалении программ. В результате свободные участки, вместо того чтобы образовать один сплошной блок, разбросаны по всему диску. При заполнении свободного пространства файлы тоже оказываются разбросанными по нескольким секторам, что сильно снижает производительность — при обращении к файлу приходится читать не один последовательный участок диска, а несколько, да еще расположенных произвольно.

В WindowsNT используется файловая система NTFS, где приняты особые меры для сохранения целостности дискового пространства. Но и они не исключают фрагментации. Поэтому необходимо дефрагментировать жесткий диск.

Регулярность этой процедуры зависит от характера вашей деятельности на компьютере Если вы часто устанавливаете и удаляете программы или постоянно создаете, перемещаете или удаляете файлы, то рекомендуется выполнять дефрагментацию раз в неделю. Если же вы долгое время используете одни и те же приложения, не слишком часто перемещая при этом файлы, то промежуток между дефрагментациями можно увеличить до одного месяца.

Если диск дефрагментируется достаточно часто, то вы не заметите после очередной дефрагментации ощутимого прироста в производительности. Это совершенно нормально. Напротив — если прирост заметен, это значит, что дефрагментацию нужно поводить чаще.

Выполним дефрагментацию системного диска. Создадим отчет. Проанализируем полученные данные.

Вызовем утилиту для дефрагментации.

Открытие утилиты Дефрагментация.

Рабочее окно программы.

Выберем раздел для дефрагментации и нажмем анализ. После выполнения анализа выведем отчет о состоянии раздела.

Окно отчета. При необходимости вы можете выполнить дефрагментацию.

3.Оптимизация с помощью ключей реестра

В реестре Windowsесть несколько ключей, которые позволяют оптимизировать работу Windows с памятью.

·Найдите ключ ClearPageFileAtShutdown в ветви [HKEY_LOCAL_MACHINE \SYSTEM \CurrentControlSet \ControlSessionManager \Memory Management]. Он позволяет удалять файл подкачки при выходе из Windows(этот режим доступен также в разделе локальной безопасности). Его активация приведет к большим задержкам при перезагрузке, поэтому желательно оставить его значение равным 0.

·Ключ DisablePagingExecutive запрещает записывать в файл подкачки коды (драйверы, exe-файлы), всегда оставляя их в физической памяти. Если этой памяти больше 256 Мб, то установка значения в 1 может существенно ускорить работу системы.

·Ключ LargeSystemCacheопределяет работы системного кэша (см. раздел «Дополнительное ускорение»).

·Ключ SecondLevelDataCache предназначен для компьютеров со старыми моделями процессоров (до Pentium II) и позволяет установить размер кэша. По умолчанию его значение равно 0, что соответствует 256 Кб.

Несколько ускорить работу может отключение неиспользуемой подсистемы POSIX. Чтобы не возиться с удалением файлов и с отключением файловой защиты Windows XPоткройте [HKEY_LOCAL_MACHINE \SYSTEM\CurrentControlSet \ControlSessionManager \SubSystems] и удалите строки Optional и Posix.

Найдите все ключи с помощью утилиты regedit и зафиксируйте в отчете.

4. Дополнительная оптимизация и оптимизация с помощью специализированного софта.

Убедитесь что для всех IDE-устройств включен режим DMA.Это можно проверить в окне Device Manager > IDE ATA/ATAPI controllers > Primary/Secondary IDE Channel > Advanced Settings.ПараметрDevice Typeпозволяет Windows автоматически определять подключенные устройства. Если канал свободен, установите значение None- это немного ускорит загрузку системы. Параметр Transfer mode Windows XPобычно включается по умолчанию и позволяет Windowsиспользовать максимальный DMA, поддерживаемый устройством либо PIO. Убедитесь, что он находится в режиме DMA if available.

Окно настройди DMA.

Откройте это окно и поменяйте режимы. Результат зафиксируйте в отчете.

Откройте My Computer > Properties > Advanced > Performance Settings > Advanced. Значение параметра Processor schedulingдолжно равняться Programs. В противном случае Windows будут распределять процессорное время равномерно между всеми программами, включая сервисы, что для игр неприемлемо. Если объем оперативной памяти составляет не менее 256 Мб, включите режим System cacheв разделе Memory usage. Если же памяти меньше, система будет работать быстрее в режиме Programs. Этот параметр аналогичен ключу реестраLargeSystemCache (см ниже).

Далее не выходя из этого окна нажмите кнопку изменить в разделе виртуальная память.

Задавать файл подкачки не в коем случае не рекомендуется динамическим или по выбору системы. Он должен составлять половину оперативной памяти и должен быть задан статически. Так как на изменение размеров файла при динамическом режиме системой тратиться очень много ресурсов и понижение производительности заметно визуально.

Задайте файл подкачки необходимого размера на вашем компьютере и зафиксируйте в отчете.

Оптимизация с помощью полезного софта.

Оптимизация работы оперативной памяти ПК. Как мы знаем большинство процессов проходят через оперативную память. При работе с оперативной памятью зачастую встречается такое явление, когда программно не реализуют ее очистку после работы с некоторыми программами. Данная программа позволяет отследить такие участки. К примеру не загружая никакого софта и дополнительных программ оперативная память после запуска ПК уже будет содержать неиспользуемую информацию.

На нашем примере оперативная память загружена сразу же после загрузки Windows на 23 процента.

Окно программы FreeRAM XpPro.

После выполнения оптимизации очищено 3 процента оперативной памяти.

Специфика данной программы в том, что мы можем ее настроить удобным для нас способом. Очистке при определенной загруженности или очистке по времени.

Оптимизация реестра посредством софта.

Так же как и в ОЗУ в реестре храниться много устаревших и неиспользуемых значений которые затрудняют поиск элементов в реестре расширяя диапазон поиска. RegSuprime Proутилита которая сканирует реестр на наличие таких элементов и выполняет действие после поиска предложенное пользователем.

Даже после установки ОС мы уже стандартно имеем около 40-80 неверных или не нужных(устаревших) ключей в реестре.

При удалении этих элементов рекомендуется делать резервную копию.

Выполните проверку реестра и зафиксируйте результаты в отчете.

До этого момента мы оптимизировали только систему, но как всегда операционная система бесполезна без софта, далее мы попробуем объединить и подружить ОС с софтом который устанавливается на нее.

Одной из программ которая поможет «заточить» ваш компьютер под вас является программаXp-Antispy.

Так выглядит рабочее окно программы.

Оно может содержать до 40 пунктов меню, в зависимости от того что у вас установлено на компьютере. Она позволяет удалять такие вещи как встроенный брэндмауэр. Зачастую при установке своего брэндмауэра стандартный считает что это опасное ПО и просто не дает сделать этого.

Зафиксируйте результат выборки данной программы в отчете.

А это утилита которая может помочь программистам с надоедающим окном которое выскакивает в самый неподходящий момент. Окно «Run Time Debugger’a”. Дело в том что при установке серьезного софта, который сильно влияет на ОС, таких как обновление ОС, зачастую создается несоответствие и как следствие сбой в работе сервиса svchost.exe. Градации ошибок вызываемых в системе после установки обновления могут исчисляться сотнями. Для того чтобы исправить ситуацию необходимо использовать утилиту RegCure. Она устранит разногласия системы с реестром, файлами автозагрузки, выполняемыми и подключаемыми библиотеками, ассоциацией файлов к приложениям.

Окно программы в работе.

После выполнения сканирования вы сможете увидеть список ошибок, расположение элементов которые их вызывают. Оптимизацию ОС этой программой рекомендуется производить при критических установках софта. Либо откатах системы в более раннее состояние.

Зафиксируйте результат работы программы в отчет и проанализируйте полученный результат.

Таким образом без разгона процессора и поднятия вольтажа на элементах материнской платы можно добиться оптимизации и ускорения работы ОС в 10-25 процентов.

1. Какие системные папки можно удалять без последствий для ОС?

2. С помощью какой команды мы можем изменить размер системной папки с файлами восстановления?

3. Для чего необходима дефрагментация?

4. Как установить размер файла подкачки?

5. С помощью каких программ можно оптимизировать работу ОС?

Выполните отчет в электронном виде. Сделайте вывод.