Չափել համատեքստի փոխարկիչում անցկացրած ժամանակը

Համատեքստի փոխարկումը հիմնական ընթացակարգն է ժամանակակից համակարգչային համակարգերում, որը հնարավորություն է տալիս տարբեր աշխատանքների կամ գործընթացների արդյունավետորեն կիսել CPU-ն (Central Processing Unit): Օպերացիոն համակարգը օգտագործում է համատեքստի անցում` արագ անցում կատարելու համար աշխատատեղերի կամ գործընթացների միջև, որոնք հավակնում են CPU-ի ուշադրությանը համակարգչային համակարգում: Սա թույլ է տալիս յուրաքանչյուր առաջադրանքի կամ գործընթացի գործարկել որոշակի ժամանակ, որը հայտնի է որպես ժամանակի հատված կամ ժամանակի քվանտ:

Համատեքստի անջատիչում անցկացրած ժամանակի չափման մեթոդներ

Համատեքստի անջատիչի երկարությունը կարող է հաշվարկվել մի քանի եղանակներով: Ահա մի քանի բնորոշ մոտեցումներ −

Պրոֆիլավորման գործիքներ − Շատ օպերացիոն համակարգեր առաջարկում են պրոֆիլավորման գործիքներ, որոնք կարող են հետևել, թե որքան է տևում համատեքստի փոխարկիչը: Այս գործիքները սովորաբար գործում են՝ ժամանակավորելով յուրաքանչյուր համատեքստային անջատիչի մեկնարկի և ավարտի կետերը և այնուհետև չափելով դրանց միջև եղած ժամանակային միջակայքը:

Արդյունավետության հաշվիչներ − Ժամանակակից պրոցեսորները հաճախ ցուցադրում են կատարողականության հաշվիչներ, որոնք կարող են օգտագործվել համակարգի մակարդակի մի շարք պարամետրերի մոնիտորինգի համար, ինչպիսիք են համատեքստի անցումների հաճախականությունը և տևողությունը:

Հետքի կետեր − Հետքի կետերը վրիպազերծված գործիքավորման կետեր են, որոնք կարող են ավելացվել կոդի մեջ՝ որոշակի գործընթացների կամ գործառույթների արդյունավետությունը վերահսկելու համար: Հնարավոր է հաշվարկել համատեքստի անցումում անցկացրած ժամանակի տևողությունը՝ դրա սկզբում և վերջում հետագծային կետեր ներմուծելով:

Համակարգային զանգերի հետագծում - Շատ օպերացիոն համակարգեր թույլ են տալիս համակարգային զանգերի հետագծում, որը կարող է օգտագործվել որոշակի համակարգային զանգերի վրա ծախսված ժամանակի չափը հաշվարկելու համար, որոնք պահանջում են համատեքստի փոխարկում:

Մոնիտորներ ապարատային աշխատանքի համար − Որոշ ապարատային արտադրողներ առաջարկում են մասնագիտացված գործիքներ՝ հետևելու իրենց ապարատային աշխատանքին, ներառյալ, թե որքան ժամանակ է ծախսվում համատեքստում փոփոխություններ կատարելու վրա:

Համատեքստի փոխարկիչի տվյալների վերլուծություն և մեկնաբանություն

Համատեքստային անջատիչի տվյալները կարող են վերլուծվել և մեկնաբանվել՝ ավելին իմանալու համար համակարգի աշխատանքի մասին, երբ դրանք հավաքվեն՝ օգտագործելով վերը նշված մեթոդներից մեկը կամ մի քանիսը: Հետևյալ ընթացակարգերը կարող են օգտագործվել ենթատեքստի փոխարկիչի տվյալները ուսումնասիրելու և գնահատելու համար

Նշել օրինաչափությունները և միտումները − Կաղապարների և միտումների հայտնաբերումը համատեքստի փոխարկիչ տվյալների վերլուծության գործընթացի առաջին փուլն է: Օգտակար կարող է լինել ուսումնասիրել, օրինակ, թե ինչպես է համատեքստի փոխարկման ժամանակը տատանվում ժամանակի ընթացքում, ինչպես է այն բաշխվում տարբեր գործընթացների կամ թելերի վրա և ինչպես է ազդում համակարգի ծանրաբեռնվածությունը դրա վրա:

Համեմատել բազայինի հետ − Համեմատելով համատեքստի անցման ժամանակը հղման կետի կամ կանխատեսված արժեքի հետ կարող է օգտակար լինել: Սա կարող է օգնել բացահայտելու արտառոցները կամ անսովոր վարքագիծը, որը կարող է նշանակել կատարողականի խնդիր:

Խցանների հայտնաբերում − Համատեքստի փոխարկման երկար ժամանակները կարող են լինել համակարգում կատարողականությունը սահմանափակող խոչընդոտների նշան: Այն կարող է ի վիճակի լինել կսմթել համակարգը՝ բարձրացնելու կատարողականությունը՝ գտնելով այս խցանումները:

Հարաբերակցությունը կատարողականի այլ ցուցանիշների հետ − Շատ կարևոր է գնահատել համատեքստի փոխարկման ժամանակի և կատարողականի այլ ցուցանիշների միջև կապը, ինչպիսիք են պրոցեսորը, հիշողությունը և մուտքի/ելքի ակտիվությունը: Սա կարող է հեշտացնել տեսնել, թե ինչպես է ընդհանուր համակարգի աշխատանքի վրա ազդում համակարգի տարբեր բաղադրիչների միջև փոխհարաբերությունները:

Գնահատեք օպտիմալացման ռազմավարությունները − Վերջապես, բայց ոչ պակաս կարևոր է գնահատել օպտիմալացման լուծումների արդյունավետությունը համատեքստի փոխարկման ժամանակները կրճատելու համար: Սա կարող է հանգեցնել տարբեր պլանավորման տեխնիկայի փորձարկումների, գործընթացների կամ թելերի քանակի սահմանափակման կամ ծրագրի կամ համակարգի կարգավորումների այլ փոփոխություններ կատարելու:

Համատեքստի փոխարկման ժամանակի կրճատման օպտիմիզացման տեխնիկա

Համակարգչային համակարգում համատեքստի անջատման համար պահանջվող ժամանակը կարող է կրճատվել մի քանի եղանակներով: Տիպիկ օպտիմալացման տեխնիկան ներառում է −

• Գործընթացների կամ թելերի քանակի կրճատումը, որոնք մրցում են համակարգի ռեսուրսների համար, ամենաարդյունավետ միջոցներից մեկն է՝ նվազեցնելու համատեքստերի միջև անցում կատարելու ժամանակը: Դա կարելի է անել կամ օգտագործելով ավելի արդյունավետ ալգորիթմներ, որոնք պահանջում են ավելի քիչ գործընթացներ կամ թելեր, կամ ֆունկցիոնալությունը խտացնելով ավելի քիչ գործընթացների կամ թելերի մեջ:

• Գործընթացների/թելերի առաջնահերթությունը օպտիմալացման մեկ այլ ռազմավարություն է: Այս մեթոդը դասակարգում է գործընթացները և թելերը՝ ըստ դրանց հրատապության կամ համապատասխանության: Հնարավոր է նվազեցնել համատեքստի անջատիչների համար պահանջվող ժամանակը և բարելավել համակարգի կատարողականությունը՝ հիմնական գործընթացներին կամ շղթաներին ավելի բարձր առաջնահերթություն տալով:

• Օպերացիոն համակարգի ժամանակացույցի ալգորիթմը կարող է մեծ ազդեցություն ունենալ համատեքստերի միջև անցում կատարելու համար: Հնարավոր է, որ հնարավոր լինի նվազեցնել համատեքստի փոխարկիչների համար պահանջվող ժամանակը և բարելավել համակարգի կատարողականությունը՝ կիրառելով ավելի արդյունավետ պլանավորման ալգորիթմներ, ինչպիսիք են նրանք, որոնք նվազագույնի են հասցնում համատեքստի անջատիչների թիվը կամ հաշվի են առնում գործընթացի/թելերի առաջնահերթությունը:

• Յուրաքանչյուր գործընթացի կամ շղթայի կողմից սպառվող հիշողության ծավալը կարող է ազդել համատեքստերը փոխելու համար պահանջվող ժամանակի վրա: Համատեքստի փոխարկման ժամանակը կարող է կրճատվել՝ օպտիմիզացնելով հիշողության օգտագործումը, ինչպես, օրինակ, նվազագույնի հասցնելով ընդհանուր հիշողության օգտագործումը կամ հիշողության մասնատումը:

• Համատեքստի անցման ժամանակները կարող են կրճատվել՝ օգտագործելով այն մասնագիտացված սարքաշարը, որը վաճառում են որոշ ապարատային վաճառողներ, ինչպիսիք են ապարատային արագացուցիչները կամ մասնագիտացված պրոցեսորները: Այն կարող է բարձրացնել համակարգի կատարողականը և նվազեցնել համատեքստի փոփոխման ժամանակը՝ օգտագործելով նման սարքավորում:

Եզրակացություն

Համակարգի կատարողականի ըմբռնումը և բարելավումը պահանջում է համատեքստի փոխարկիչում ծախսված ժամանակի գնահատման անհրաժեշտություն: Պրոֆիլավորման գործիքները, կատարողականի հաշվիչները, հետագծային կետերը, համակարգային զանգերի հետագծումը և ապարատային կատարողականի մոնիտորները համատեքստի փոփոխման ժամանակի հաշվարկման մի քանի տեխնիկա են: Համատեքստային անջատիչի տվյալները կարող են վերլուծվել և գնահատվել այն բանից հետո, երբ դրանք հավաքվել են՝ ավելին իմանալու համակարգի աշխատանքի, խցանումների մասին և օպտիմալացման մարտավարությունը գնահատելու համար: Ավելի քիչ գործընթացներ/թելեր օգտագործելը, պրոցեսների/թելերի առաջնահերթությունը, պլանավորման ավելի արդյունավետ ալգորիթմները, հիշողության սպառման օպտիմիզացումը և մասնագիտացված սարքաշարը համատեքստային անջատիչները արագացնելու համար օպտիմալացման որոշ ռազմավարություններ են: Հնարավոր է զգալիորեն բարձրացնել համակարգի կատարողականը և նվազեցնել համատեքստի անցման ժամանակը՝ համակարգը մանրակրկիտ վերլուծելով և այս օպտիմալացման ռազմավարությունները գործնականում կիրառելով: