badania efektywno ci rozwi za sprz towych i programowych system w multimedialnych
Download
Skip this Video
Download Presentation
Badania efektywności rozwiązań sprzętowych i programowych systemów multimedialnych

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 64

Badania efektywności rozwiązań sprzętowych i programowych systemów multimedialnych - PowerPoint PPT Presentation


  • 102 Views
  • Uploaded on

Badania efektywności rozwiązań sprzętowych i programowych systemów multimedialnych. Promotor: prof. dr hab. inż. Andrzej Grzywak mgr inż. Piotr Kasprzyk. Cel pracy. Zwiększenie efektywności przesyłania dużych plików.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Badania efektywności rozwiązań sprzętowych i programowych systemów multimedialnych' - dash


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
badania efektywno ci rozwi za sprz towych i programowych system w multimedialnych

Badania efektywności rozwiązań sprzętowych i programowych systemów multimedialnych

Promotor: prof. dr hab. inż. Andrzej Grzywak

mgr inż. Piotr Kasprzyk

cel pracy
Cel pracy

Zwiększenie efektywności przesyłania dużych plików

  • Nie wszystkie systemy operacyjne nadają się w jednakowym stopniu do efektywnej transmisji plików.
  • Zastosowanie buforowania danych z użyciem mechanizmów programowania współbieżnego umożliwia zwiększenie efektywności transmisji danych między pamięciami masowymi dwóch komputerów połączonych siecią.

Tezy pracy

biblioteka dokument w multimedialnych
Biblioteka dokumentów multimedialnych

Serwer: 2xPIII 1.1 GHz, 1280 MB RAM, RAID 5x36 GB, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, Linux

Internet

pliki 100-700 MB

Fast Ethernet

LAN 100 Mbit/s

80-95 %

szybkości

sieci

PIV 1.5 GHz, 256 MB RAM, ATA 40 GB, Fast Ethernet, Windows ME

Stacje użytkowników

struktura systemu
Struktura systemu

System

operacyjny

Aplikacja

Nadawanie

Infrastruktura

sieciowa

Kontroler

dysku

Pamięć

RAM

Karta

sieciowa

Dysk

System

operacyjny

Aplikacja

Odbieranie

Infrastruktura

sieciowa

Karta

sieciowa

Pamięć

RAM

Kontroler

dysku

Dysk

praca aplikacji przesy aj cej dane
Praca aplikacji przesyłającej dane

while( są_dane(źródło_danych) )

{

ilość_danych = read( źródło_danych, bufor, długość_bufora );

write( ujście danych, bufor, ilość_danych);

}

aplikacja testowa
Aplikacja testowa
  • działanie podobne do rzeczywistych aplikacji przesyłających dane
  • łatwa modyfikacja konstrukcji i parametrów aplikacji
  • operacje dyskowe
  • operacje sieciowe
  • generowanie strumienia danych
  • wykonywanie pomiarów
  • praca pod kontrolą wybranych systemów operacyjnych
metoda analizowania przep ywu informacji 1 2
Metoda analizowania przepływu informacji (1/2)

a) sytuacja standardowa – monolityczna aplikacja

aplikacja

źrodło

ujście

b) wyodrębnienie obsługi bufora

źrodło

ujście

c) podział na moduły

źrodło

ujście

metoda analizowania przep ywu informacji 2 2
Metoda analizowania przepływu informacji (2/2)

magazyn

wejście

wyjście

broker

rozdzielacz

model aplikacji mbnf
Model aplikacji (MBNF)

łańcuch = wejście magazynowanie.

magazynowanie = magazyn reszta.

reszta = ( wyjście | broker magazynowanie | rozdzielacz reszta reszta ).

przyk adowe konfiguracje aplikacji
Przykładowe konfiguracje aplikacji

standardowa

dwustopniowe

buforowanie

zwielokrotnienie

strumienia danych

nowe terminy
Nowe terminy
  • przeskok - przekazanie sterowania między funkcjami obsługującymi ogniwa
  • współczynnik proporcjonalności L – iloraz liczby przeskoków do liczby przesłanych bajtów danych, gdy liczba przesłanych bajtów danych dąży do nieskończoności
przeskoki i wsp czynnik l podczas transmisji danych
Przeskoki i współczynnik L podczas transmisji danych

1

2

źródło

A

B

C

ujście

gdzie:

L – średnia liczba przeskoków między modułami dla przesłania jednego bajtu danych

B – pojemność bufora magazynu B (w bajtach)

dwa warianty wymiany informacji
Dwa warianty wymiany informacji

wariant I – od pierwszego magazynu:

1

2

3

4

6

źródło

A

B

C

D

E

F

ujście

5

G

licznik

7

wariant II – od ostatniego magazynu:

6

4

3

2

1

źródło

A

B

C

D

E

F

ujście

G

licznik

5

wariant i wymiany informacji
Wariant I wymiany informacji

1

2

3

4

6

źródło

A

B

C

D

E

F

ujście

5

G

licznik

7

gdzie:

L – średnia liczba przeskoków między modułami dla przesłania jednego bajtu danych

B – pojemność bufora magazynu B (w bajtach)

E – pojemność bufora magazynu E (w bajtach)

NWD – największy wspólny dzielnik

wariant ii wymiany informacji
Wariant II wymiany informacji

6

4

3

2

1

źródło

A

B

C

D

E

F

ujście

G

licznik

5

gdzie:

L – średnia liczba przeskoków między modułami dla przesłania jednego bajtu danych

B – pojemność bufora magazynu B (w bajtach)

E – pojemność bufora magazynu E (w bajtach)

NWD – największy wspólny dzielnik

wsp czynnik l aplikacji
Współczynnik L aplikacji
  • wariant I:
  • wariant II:

gdzie:

L – średnia liczba przeskoków między modułami dla przesłania jednego bajtu danych

B – pojemność bufora magazynu B (w bajtach)

E – pojemność bufora magazynu E (w bajtach)

NWD – największy wspólny dzielnik

projekt modu owej budowy aplikacji
Projekt modułowej budowy aplikacji
  • przykładowe 2 warianty wymiany informacji między modułami
  • weryfikacja poprawności przedstawionych wzorów z użyciem symulatora (Scheme)
  • implementacja aplikacji testowej według wariantu I (C++)
badania
Badania
  • systemów operacyjnych:
    • MS Windows ME
    • MS Windows 2000
    • MS Windows XP
    • Linux
  • transmisji danych
    • warstwa liniowa: sieć typu LAN (Fast Ethernet)
    • warstwa sieciowa: protokół IP
    • warstwa transportowa: protokół TCP
sposoby pracy aplikacji
Sposoby pracy aplikacji
  • generator  pamięć  licznik
  • generator  pamięć (dysk+licznik)
  • generator  pamięć  sieć
  • dysk  pamięć  licznik
  • dysk  pamięć  sieć
  • sieć  pamięć  licznik
  • sieć  pamięć (dysk+licznik)
odczyt danych z pliku 2gb
Odczyt danych z pliku 2GB

Sieć lokalna Fast Ethernet

100 Mbit/s

karta PCI

Fast Ethernet

karta PCI

Fast Ethernet

Aplikacja

Aplikacja

Dysk ATA

Dysk ATA

Komputer

Komputer

sieciowa transmisja danych bufor 512b plik 2gb
Sieciowa transmisja danych (bufor 512B, plik 2GB)

Sieć lokalna Fast Ethernet

100 Mbit/s

karta PCI

Fast Ethernet

karta PCI

Fast Ethernet

Aplikacja

Aplikacja

Dysk ATA

Dysk ATA

Komputer

Komputer

sklejanie danych w microsoft tcp
Sklejanie danychw Microsoft TCP

dane wejściowe

Dane

Dane

Dane

Max. rozmiar ramki

nierówne rozmiary

przesyłanych ramek

R1

R2

przesy anie pliku 2gb przez sie
Przesyłanie pliku 2GB przez sieć

Sieć lokalna Fast Ethernet

100 Mbit/s

karta PCI

Fast Ethernet

karta PCI

Fast Ethernet

Aplikacja

Aplikacja

Dysk ATA

Dysk ATA

Komputer

Komputer

wyniki bada
Wyniki badań
  • Linux jest stabilny podczas transmisji
  • systemy Windows są nieprzewidywalne
  • moja metoda – uzyskano ponad 99% efektywności sieciowej transmisji plików
spos b wykorzystania nowej metody w projektowaniu system w transmisji plik w
Sposób wykorzystania nowej metody w projektowaniu systemów transmisji plików
  • przebadanie sprzętowych elementów systemu (dyski, sieć) za pomocą aplikacji skonstruowanej podobnie do mojej
  • napisać aplikację według zasad konstrukcji modułowej
  • dobrać system operacyjny
wnioski
Wnioski
  • udowodniłem tezy rozprawy doktorskiej
  • stworzyłem metodę poprawiającą transmisję plików o 4-24%
geneza pracy
Geneza pracy
  • współpraca z Ośrodkiem Szkolno-Wychowawczym dla Niewidomych Dzieci w Laskach
  • badania prowadzone przez: prof. Mrózek, prof. Grzywak, dr Winiarczyk, Piotr Brzoza
transmisja plik w
Transmisja plików
  • systemy operacyjne:
    • MS Windows ME, 2000 i XP
    • Linux
  • protokół TCP w sieci Fast Ethernet
  • pliki o dużej objętości: 100-700 MB
  • transmisja typu punkt-punkt
transmisja plik w1
Transmisja plików

Serwer

Internet

LAN

100 Mbit/s

80-95 %

szybkości

sieci

Stacje użytkowników

stanowisko badawcze
Stanowisko badawcze

karta PCI

Fast Ethernet

karta PCI

Fast Ethernet

Aplikacja

Aplikacja

Dysk ATA

20 GB

Dysk ATA

20 GB

Komputer

Pentium III 866 MHz,

128 MB RAM, Windows 2000

Komputer

Pentium III 866 MHz,

128 MB RAM, Windows 2000

Sieć lokalna Fast Ethernet

100 Mbit/s

Analizator

75 % szybkości

sieci

nowa koncepcja organizacji przesy ania danych
Nowa koncepcja organizacji przesyłania danych

a) sytuacja standardowa – monolityczna aplikacja

aplikacja

źrodło

ujście

b) wyodrębnienie obsługi bufora

źrodło

ujście

c) podział na moduły

źrodło

ujście

modu y u ywane do budowy aplikacji nowa koncepcja
Moduły używane do budowy aplikacji – nowa koncepcja

magazyn

wejście

wyjście

broker

rozdzielacz

badania do wiadczalne
Badania doświadczalne
  • elementy stałe: procesor, dysk, kontroler dyskowy, pamięć, karta sieciowa, infrastruktura sieciowa
  • elementy zmieniane: system operacyjny (Linux, MS Windows ME, 2000 i XP), budowa aplikacji, wielkość bufora
projektowanie system w transmisji plik w
Projektowanie systemów transmisji plików
  • dobór elementów sprzętowch (dysk, sieć) zapewniających żądaną szybkość transmisji
  • dobór rozmiaru i sposobu działania buforów aplikacji dla zapewnienia płynnej transmisji
  • dobór systemu operacyjnego (Linux – bardziej stabilny)
podsumowanie
Podsumowanie
  • wykazanie postawionych tez
  • ocena systemu operacyjnego
  • możliwość poprawienia aplikacji do transmisji plików
aplikacja do przesy ania danych
Aplikacja do przesyłania danych

stanowisko komputerowe

aplikacja

sieć

dysk

czynniki wp ywaj ce na efektywno transmisji danych dla komputera pc
Czynniki wpływające na efektywność transmisji danych dla komputera PC
  • sprzęt
  • oprogramowanie
    • system operacyjny
    • aplikacje użytkowe
metoda bada aplikacja testowa
Metoda badań - aplikacja testowa
  • modelowanie pracy rzeczywistych aplikacji do przesyłania plików przez sieć
  • wymiana danych przez połączenia TCP
  • odczyt i zapis informacji do pliku
  • generowanie danych testowych
  • pomiar prędkości przesyłania danych
pr dko przesy ania danych
Prędkość przesyłania danych

15 MB/s

dysk

11.3 MB/s

9.9 MB/s

sieć

transmisja

pliku

plan wyst pienia
Plan wystąpienia
  • cel pracy
  • przyczyna problemu
  • sposób dojścia do wyjaśnienia problemu
  • rozwiązanie problemu
  • badania i implementacje
  • wnioski
  • podsumowanie
plan wyst pienia1
Plan wystąpienia
  • Geneza pracy
  • Zauważenie zjawiska
  • Tezy
  • Metoda rozwiązania problemu
  • Podsumowanie
stanowisko badawcze1
Stanowisko badawcze

Sieć lokalna Fast Ethernet

100 Mbit/s

karta PCI

Fast Ethernet

karta PCI

Fast Ethernet

Aplikacja

Aplikacja

Dysk ATA

Dysk ATA

Komputer

Komputer

ad