Méthodes d'évaluation des caractéristiques informatiques des problèmes de domaine et de leurs plates-formes matérielles de support. Maison informatique

La vitesse du processeur est l'une de ses caractéristiques les plus importantes, qui détermine l'efficacité de l'ensemble du système à microprocesseur dans son ensemble. Les performances d'un processeur dépendent de nombreux facteurs, ce qui rend difficile la comparaison des performances de processeurs même différents au sein d'une même famille, sans parler des processeurs de différentes sociétés et à des fins différentes.

Soulignons les facteurs les plus importants affectant les performances du processeur.

Tout d'abord, les performances dépendent de la vitesse d'horloge du processeur. Toutes les opérations à l'intérieur du processeur sont effectuées de manière synchrone, cadencées par un seul signal d'horloge. Il est clair que plus la fréquence d'horloge est élevée, plus le processeur fonctionne rapidement et, par exemple, doubler la fréquence d'horloge d'un processeur réduit de moitié le temps nécessaire à ce processeur pour exécuter les commandes.

Cependant, il faut garder à l'esprit que différents processeurs exécutent les mêmes instructions avec un nombre de cycles d'horloge différent, et le nombre de cycles d'horloge dépensés par commande peut varier d'un cycle d'horloge à des dizaines, voire des centaines. Dans certains processeurs, en raison de la parallélisation des microopérations, même moins d'un cycle d'horloge est dépensé par commande.

Le nombre de cycles d'horloge nécessaires pour exécuter une instruction dépend de la complexité de l'instruction et des méthodes d'adressage utilisées pour adresser les opérandes. Par exemple, les commandes de transfert de données entre les registres internes du processeur sont exécutées les plus rapidement (en moins de cycles d'horloge). Les instructions arithmétiques complexes à virgule flottante dont les opérandes sont stockés en mémoire sont exécutées les plus lentement (sur un grand nombre de cycles d'horloge).

Initialement, pour quantifier les performances des processeurs, on utilisait l'unité de mesure MIPS (Mega Instruction Per Second), qui correspondait au nombre de millions d'instructions (commandes) exécutées par seconde. Naturellement, les fabricants de microprocesseurs ont essayé de se concentrer sur les commandes les plus rapides. Il est clair qu’un tel indicateur n’est pas très efficace. Pour mesurer les performances lors des calculs en virgule flottante (virgule flottante), l'unité FLOPS (Floating point Operations Per Second) a été proposée un peu plus tard, mais par définition elle est hautement spécialisée, car dans certains systèmes, les opérations en virgule flottante ne sont tout simplement pas utilisées.

Un autre indicateur similaire de la vitesse du processeur est le temps nécessaire pour effectuer des opérations courtes (rapides). A titre d'exemple, le tableau 3.1 montre les indicateurs de performances de plusieurs processeurs 8 bits et 16 bits. Actuellement, cet indicateur n'est pratiquement pas utilisé, comme MIPS.

Le temps d’exécution des commandes est un facteur important, mais loin d’être le seul qui détermine les performances. La structure du système d'instructions du processeur est également d'une grande importance. Par exemple, certains processeurs auront besoin d’une instruction pour effectuer une opération, tandis que d’autres auront besoin de plusieurs instructions. Certains processeurs disposent d'un système de commande qui vous permet de résoudre rapidement des problèmes d'un type, et d'autres - des problèmes d'un autre type. Les méthodes d'adressage autorisées dans un processeur donné, la présence d'une segmentation de la mémoire, la manière dont le processeur interagit avec les périphériques d'E/S, etc. sont également importantes.

Les performances du système dans son ensemble sont également influencées de manière significative par la manière dont le processeur « communique » avec la mémoire de commandes et la mémoire de données, et par la combinaison ou non de l'extraction des commandes de la mémoire avec l'exécution des commandes précédemment sélectionnées.

Vitesse et performances de l'ordinateur.

Agence fédérale pour l'éducation

Établissement d'enseignement public d'enseignement professionnel supérieur « Université technique d'État de Tver »

Matériel des systèmes informatiques.

Notes de cours.

Tver 2012ᴦ.

Principales caractéristiques, domaines d'application des ordinateurs de différentes classes.

Histoire du développement informatique.

Le premier ordinateur opérationnel fut ENIAC (USA, 1945-46). ENIAC contenait 18 000 tubes à vide et consommait 150 kW d'électricité. Cependant, cette machine n'a pas encore utilisé le principe du programme stocké. Le mathématicien américain John von Neumann a grandement contribué au développement des ordinateurs. L'un des principes les plus importants de la conception informatique proposé par Neumann, le principe du programme stocké, a été mis en œuvre pour la première fois en Angleterre en 1949 dans la machine EDSAC et est également utilisé dans les ordinateurs modernes. Ce principe nécessite que le programme soit entré dans la mémoire de l'ordinateur de la même manière que les données y sont entrées. Le premier ordinateur domestique (MESM) a été créé en 1951. sous la direction de S.A. Lebedeva. Au milieu des années 60, la machine BESM a été créée, qui était la machine de base en URSS pour la recherche scientifique, de défense et spatiale. Parmi d'autres ordinateurs, il convient de citer "Minsk", "Ural", "Mir", etc., créés sous la direction d'I.S. Bruka, V.M. Glushkov et autres. Dans l'histoire du développement de la technologie informatique, il est d'usage de distinguer les générations d'ordinateurs. Le passage d'une génération à l'autre est associé à un changement dans la base d'éléments sur laquelle l'ordinateur est construit.
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On distingue les quatre générations d'ordinateurs suivantes :

· première génération : 1946-1957 ; base d'éléments – tubes à vide électroniques ; mémoire vive (RAM) – jusqu'à 100 octets ; performances - jusqu'à 10 000 opérations par seconde ;

· deuxième génération : 1958-1964 ; élément de base - transistors; RAM - jusqu'à 1000 octets ; performances - jusqu'à 1 million d'opérations par seconde ;

· troisième génération : 1965-1975 ; base d'éléments – petits circuits intégrés ; RAM - jusqu'à 10 Ko ; performances – jusqu'à 10 millions d'opérations par seconde ;

· quatrième génération : 1976 ; base d'éléments - circuits intégrés à grande échelle (LSI) et à très grande échelle (VLSI) ; RAM - à partir de 100 Ko et plus ; performances - plus de 10 millions d'opérations par seconde.

Il convient de noter que la frontière entre la troisième et la quatrième génération d'ordinateurs basés sur la base d'éléments est assez arbitraire : il y a plutôt eu un changement quantitatif dans les paramètres de la base d'éléments.

Principales caractéristiques de l'ordinateur.

Vitesse et performances de l'ordinateur.

Cependant, l’unité de mesure de la vitesse de l’ordinateur « opérations par seconde » est obsolète. Cela ne reflète pas assez correctement les performances. Pour les premières générations d’ordinateurs, une « opération » signifiait souvent l’addition de deux entiers d’une certaine longueur. L’opération de multiplication était dix fois plus lente que l’addition. Pour cette raison, la caractéristique la plus couramment utilisée pour les ordinateurs modernes est la fréquence d’horloge. La fréquence d'horloge est le nombre d'impulsions par seconde (hertz) générées par le générateur d'horloge de l'ordinateur. La fréquence d'horloge est une unité de mesure plus petite que les opérations par seconde. Les fabricants d'ordinateurs s'efforcent de réduire le nombre de cycles d'horloge requis pour effectuer les opérations de base et augmentent ainsi la vitesse des ordinateurs. Les ordinateurs personnels modernes se caractérisent par des vitesses supérieures à 2 GHz et une RAM supérieure à 256 Mo. Classification des ordinateurs basée sur les performances. et l'objectif fonctionnel est illustré à la figure 1.1.

Riz. 1.1.Classification des ordinateurs par performances.

La détermination des performances et des caractéristiques de performance est un problème technique et scientifique très complexe qui, à ce jour, ne dispose pas d'approches et de méthodes de solution uniformes.

Il semblerait qu'une technologie informatique plus rapide devrait fournir des indicateurs de performance plus élevés. Dans le même temps, la pratique consistant à mesurer les valeurs de ces caractéristiques pour différents types d'ordinateurs peut donner des résultats contradictoires. Les principales difficultés pour résoudre ce problème résident dans le problème du choix : quoi et comment mesurer. Nous n'indiquerons que les approches les plus courantes.

L'une des unités alternatives de mesure des performances était et reste la valeur mesurée en MIPS (Million Instructions Per Second - millions d'opérations par seconde). Les opérations les plus courtes telles que l'addition sont généralement considérées ici comme des opérations. MIPS a été largement utilisé pour évaluer les grandes machines de deuxième et troisième génération, mais est rarement utilisé pour évaluer les ordinateurs modernes pour les raisons suivantes :

‣‣‣ le jeu d'instructions des microprocesseurs modernes peut inclure des centaines d'instructions qui diffèrent considérablement en termes de temps d'exécution ;

‣‣‣ la valeur exprimée en MIPS varie en fonction des caractéristiques des programmes ;

‣‣‣ La valeur MIPS et la valeur de performance peuvent se contredire lorsque différents types d'ordinateurs sont évalués (par exemple, les ordinateurs contenant un coprocesseur pour les nombres à virgule flottante et ceux qui n'en ont pas).

Lors de la résolution de problèmes scientifiques et techniques dans les programmes, la proportion d'opérations en virgule flottante augmente fortement. Encore une fois, pour les grandes machines monoprocesseur, dans ce cas, la caractéristique de performance exprimée en MFPOPS (Million Floating Point Operations Per Second) a été et continue d'être utilisée. Pour les ordinateurs personnels, cet indicateur n'est pratiquement pas utilisé en raison des caractéristiques des tâches à résoudre et des caractéristiques structurelles de l'ordinateur.

Vitesse et performances de l'ordinateur. - concept et types. Classification et caractéristiques de la catégorie "Vitesse et performances de l'ordinateur". 2017, 2018.

Afin de mesurer les performances de l'ordinateur à l'aide de tests, il n'est pas nécessaire de télécharger des applications ou des utilitaires tiers.

Il suffit d'utiliser les ressources déjà intégrées au système d'exploitation.

Cependant, pour obtenir des informations plus détaillées, l'utilisateur devra trouver un programme approprié.

Sur la base des résultats des tests, vous pouvez tirer des conclusions sur quelle partie de votre PC ou ordinateur portable doit être remplacée plus tôt que d'autres - et parfois vous pouvez simplement comprendre la nécessité d'acheter un nouvel ordinateur.

La nécessité d'effectuer un contrôle

Les tests de vitesse informatique sont accessibles à tout utilisateur. Le test ne nécessite aucune connaissance spécialisée ni expérience avec des versions spécifiques du système d'exploitation Windows. Et il est peu probable que le processus lui-même nécessite plus d'une heure.

Raisons pour lesquelles vous devriez utiliser le module intégré utilitaire ou application tierce fait référence à:

• Ralentissement déraisonnable de l'ordinateur. De plus, pas nécessairement l'ancien - une vérification est nécessaire pour identifier les problèmes avec les nouveaux PC. Par exemple, les résultats et indicateurs minimaux d'une bonne carte vidéo indiquent des pilotes mal installés ;
• vérifier l'appareil lors de la sélection de plusieurs configurations similaires dans un magasin d'informatique. Cela se fait généralement avant d'acheter des ordinateurs portables - effectuer un test sur 2-3 appareils avec des paramètres presque identiques permet de déterminer lequel convient le mieux à l'acheteur ;

• la nécessité de comparer les capacités des différents composants d'un ordinateur progressivement modernisé. Ainsi, si le disque dur a la valeur de performances la plus basse, il doit d'abord être remplacé (par exemple, par un SSD).

Selon les résultats des tests, qui ont révélé la vitesse à laquelle l'ordinateur effectue diverses tâches, vous pouvez détecter des problèmes avec les pilotes et l'incompatibilité des périphériques installés. Et parfois même des pièces fonctionnant mal et cassées - pour cela, cependant, vous aurez besoin de plus d'utilitaires fonctionnels que ceux intégrés par défaut à Windows. Les tests standardisés révèlent un minimum d’informations.

Vérification du système

Vous pouvez vérifier les performances de composants individuels de l'ordinateur à l'aide des capacités intégrées du système d'exploitation Windows. Leur principe de fonctionnement et leur contenu informatif sont approximativement les mêmes pour toutes les versions de la plateforme Microsoft. Et les différences résident uniquement dans la méthode de lancement et de lecture des informations.

Windows Vista, 7 et 8

Pour les versions 7 et 8 de la plateforme, ainsi que Windows Vista, le compteur de performances des éléments informatiques se trouve dans la liste des informations de base sur le système d'exploitation. Pour les afficher à l'écran, faites un clic droit sur l'icône « Poste de travail » et sélectionnez les propriétés.

Si des tests ont déjà été effectués, les informations sur leurs résultats seront disponibles immédiatement. Si vous exécutez le test pour la première fois, vous devrez l'exécuter en accédant au menu des tests de performances.

Le score maximum que Windows 7 et 8 peuvent atteindre est de 7,9. Vous devriez penser à la nécessité de remplacer des pièces si au moins un des indicateurs est inférieur à 4. Pour un joueur, les valeurs supérieures à 6 sont plus adaptées. Pour Windows Vista, le meilleur indicateur est 5,9, et l'indicateur « critique » est. environ 3.

Important: Pour accélérer les calculs de performances, vous devez désactiver presque tous les programmes pendant le test. Lors du test d'un ordinateur portable, il est conseillé de le brancher sur le réseau - le processus consomme considérablement la batterie.

Windows 8.1 et 10

Pour les systèmes d'exploitation plus modernes, trouver des informations sur les performances de l'ordinateur et commencer à les calculer n'est plus si simple. Pour exécuter un utilitaire qui évalue les paramètres système, tu devrais faire ce qui suit:

1Accédez à la ligne de commande du système d'exploitation(cmd via le menu "Courir" provoqué par une pression simultanée sur les touches Gagner + R.);

2Activer le processus d’évaluation, dirigeant l'équipe winsat formel – redémarrer propre;

3Attendez que le travail soit terminé;

4Aller au dossier Performances\WinSAT\DataStore situé dans le répertoire système Windows sur le lecteur système de l’ordinateur ;

5Recherchez et ouvrez le fichier dans un éditeur de texte "Formal.Assessment (récent).WinSAT.xml".

Parmi la multitude de textes, l'utilisateur doit trouver le bloc WinSPR, où se trouvent à peu près les mêmes données que celles affichées sur l'écran des systèmes Windows 7 et 8 - uniquement sous une forme différente.

Oui, sous le nom Score système l'indice général calculé à partir de la valeur minimale est masqué, et Score de mémoire, Score CPU Et GraphiquesScore indiquent respectivement les indicateurs de mémoire, de processeur et de carte graphique. Score de jeu Et Score du disque– des performances pour les jeux et pour la lecture/écriture du disque dur.

La valeur maximale pour Windows 10 et la version 8.1 est 9,9. Cela signifie que le propriétaire d'un ordinateur de bureau peut toujours se permettre d'avoir un système avec des nombres inférieurs à 6., mais pour le fonctionnement complet d'un PC et d'un ordinateur portable, il doit atteindre au moins 7. Et pour un appareil de jeu - au moins 8.

Méthode universelle

Il existe une méthode qui est la même pour n’importe quel système d’exploitation. Elle consiste à lancer le gestionnaire de tâches après avoir appuyé sur les touches Ctrl + Alt + Suppr. Un effet similaire peut être obtenu en cliquant avec le bouton droit sur la barre des tâches - vous y trouverez un élément qui lance le même utilitaire.

Vous pourrez voir plusieurs graphiques à l'écran - pour le processeur (pour chaque thread séparément) et la RAM. Pour des informations plus détaillées, accédez au menu « Moniteur de ressources ».

À l'aide de ces informations, vous pouvez déterminer le degré de charge des composants individuels du PC. Tout d'abord, cela peut être fait par le pourcentage de chargement, et deuxièmement, par la couleur de la ligne ( vert signifie le fonctionnement normal du composant, jaune- modéré, rouge– besoin de remplacer le composant).

Programmes tiers

En utilisant des applications tierces, vérifier les performances de votre ordinateur est encore plus simple.

Certains d'entre eux sont payants ou shareware (c'est-à-dire qu'ils nécessitent un paiement après la fin de la période d'essai ou pour augmenter les fonctionnalités).

Cependant, ces applications effectuent des tests plus détaillés et fournissent souvent de nombreuses autres informations utiles à l'utilisateur.

1. AIDA64

AIDA64 comprend des tests pour la mémoire, le cache, les disques durs, les SSD et les lecteurs flash. Et lors du test d'un processeur, 32 threads peuvent être vérifiés à la fois. Parmi tous ces avantages, il y a aussi un petit inconvénient : vous ne pouvez utiliser le programme gratuitement que pendant la « période d'essai » de 30 jours. Et puis vous devez soit passer à une autre application, soit payer 2265 roubles. pour une licence.

2. SiSoftware Sandra Lite

3.3DMark

4.PCMark 10

L'application vous permet non seulement de tester le fonctionnement des composants informatiques, mais également de sauvegarder les résultats des tests pour une utilisation future. Le seul inconvénient de l'application est son coût relativement élevé. Vous devrez payer 30 $ pour cela.

5. CINÉBENCH

Les images de test se composent de 300 000 images polygonales qui totalisent plus de 2 000 objets. Et les résultats sont donnés sous la forme Indicateur PTS - plus il est élevé, plus l'ordinateur est puissant. Le programme est distribué gratuitement, ce qui facilite sa recherche et son téléchargement sur Internet.

6. ExpérienceIndexOK

Les informations sont affichées à l'écran en points. Le nombre maximum est de 9,9, comme pour les dernières versions de Windows. C’est exactement pour cela qu’ExperienceIndexOK est conçu. Il est beaucoup plus facile d'utiliser un tel programme que de saisir des commandes et de rechercher des fichiers avec des résultats dans le répertoire système.

7.CrystalDiskMark

Pour tester un disque, sélectionnez le disque et définissez les paramètres de test. C'est-à-dire le nombre d'exécutions et la taille des fichiers qui seront utilisés pour les diagnostics. Après quelques minutes, des informations sur la vitesse moyenne de lecture et d'écriture du disque dur apparaîtront à l'écran.

8. Référence PC

Après avoir reçu les résultats des tests, le programme propose d'optimiser le système. Et après avoir amélioré les performances, une page s'ouvre dans le navigateur où vous pouvez comparer les indicateurs de performances de votre PC avec d'autres systèmes. Sur la même page, vous pouvez vérifier si votre ordinateur peut exécuter certains jeux modernes.

9. Indice d'expérience métropolitaine

10. Test de performances PassMark

Conclusions

L'utilisation de différentes méthodes pour tester les performances de votre ordinateur vous permet de vérifier les performances de votre système. Et, si nécessaire, comparez la vitesse des éléments individuels avec les performances d'autres modèles. Pour une évaluation préliminaire, vous pouvez effectuer un tel test à l'aide des utilitaires intégrés. Bien qu'il soit beaucoup plus pratique de télécharger des applications spéciales pour cela, d'autant plus que parmi elles, vous pouvez en trouver plusieurs qui sont assez fonctionnelles et gratuites.

Vidéo:

La comparaison des ordinateurs entre eux commence généralement par l’évaluation de leurs performances. Cela a nécessité l'introduction d'unités appropriées pour mesurer la productivité et le développement de méthodes standard pour l'évaluer.

Les méthodes d'évaluation des performances des systèmes informatiques doivent répondre à certaines exigences. Tout d'abord, ils doivent être généralement acceptés, évaluer le plus complètement possible les systèmes informatiques et correspondre aux tâches de l'utilisateur. Leur disponibilité pour un examen indépendant et indépendant doit être garantie.

Les méthodes actuellement utilisées pour évaluer et comparer les performances des systèmes informatiques sont basées sur le temps.

Les "boucles Livermore" sont un ensemble typique de fragments de programmes FORTRAN. [ , ] Ces programmes implémentent différents algorithmes de calcul :

• engrener;
• vague;
• cohérent.

Leur choix s'est basé sur la vaste expérience dans la construction de superordinateurs et la réalisation de calculs scientifiques et techniques complexes au Laboratoire national Lawrence Livermore. E. Lawrence (Laboratoire national Lawrence Livermore, LLNL) Département américain de l'énergie

Lors des tests, un petit ensemble (14 cycles) ou un grand ensemble (24 cycles) est utilisé.

Le coefficient de parallélisation des algorithmes utilisés varie de 0 à 1. Cela permet d'utiliser les « cycles de Livermore » pour évaluer les performances de systèmes informatiques avec différentes architectures. Le test n'est pratiquement pas utilisé.

Les tests LINPACK sont des programmes permettant de résoudre des systèmes d'équations algébriques linéaires de grande dimension. Ils sont écrits dans le langage de programmation FORTRAN [