Оптимизация операционной системы для начинающих пользователей

 ИВАНЬКОВСКАЯ А.В., студентка, Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина (Мининский университет), е-mail: moldavanovaav@st.mininuniver.ru, тел. +79302932714. ORSID ID 0000-0002-1702-0716

 ПОНАЧУГИН А.В., к.э.н., доцент кафедры Прикладной информатики и информационных технологий в образовании, Нижегородский государственный педагогический университет имени Козьмы Минина (Мининский университет), е-mail: sasha3@bk.ru, тел. +79036022121 ORSID ID 0000-0001-5518-5565

Оптимизация операционной системы
для начинающих пользователей

В современный век компьютерных технологий персональный компьютер есть практически у каждого, однако не все в совершенстве владеют практическими навыками работы и настройки ОС для решения конкретных задач. В данной статье анализируются основные показатели эффективности операционной системы, которые будут интересны начинающим пользователям, желающим заняться оценкой вопросов эффективности, мониторинга и оптимизации операционной системы. Дополнительно рассмотрены связь между свойствами, показателями и параметрами эффективности ОС и специальные программы, утилиты для оптимизации работы на ОС

Оптимизация операционной системы обеспечивает максимально эффективную работу компьютера. Проблема оптимизации компьютера заключается в том, чтобы при наименьшей затрате ресурсов обеспечить максимальную работоспособность. Благодаря оптимизации компьютера можно избежать ошибок операционной системы и предустановленного программного обеспечения. Оптимизация связана во многом и с аппаратными средствами компьютера, однако большинство ошибок возникает из-за неверного написания приложения.

Многие исследователи задались вопросом, как можно оптимизировать ОС и устранять ошибки. Так, Таненбаум Э. в своей книге «Современные операционные системы» [1] рассматривает оптимизацию ОС по скорости и по занимаемой памяти. Эндрю Стюарт Таненбаум предлагает несколько методов.

Первый метод заключается в подмене небольших процедур макросами, но имеет свои недостатки: это передача управления процедуре и выделение стека (однонаправленный список, организующийся по принципу last in – first out), а после работы программа должна вернуть управление и результат.

Второй подход заключается в применении макроса в листинге и является более эффективным относительного первого подхода, но сложнее.

Также предложен метод сжатия изображений GIF с помощью языка PostScript, содержащего специальные команды, занимающие всего несколько битов.

Эти данные очень полезны для программиста, однако начинающий пользователь не сможет разобраться в коде, следовательно, необходимоа такая статья, которая бы была посвящена способам оптимизации работы компьютера.

М. Руссинович, Д. Соломон, А. Ионеску в популярной книге «Внутреннее устройство Microsoft Windows» [2] предлагают оптимизировать операционную систему с помощью службы ReadyBoost, технологии ReadyDrive и кэширования, приводя подробные схемы эффекта от применения оптимизатора оперативной памяти.

Другой автор, Гладкий А., в книге «Настройка Windows 7 своими руками. Как сделать, чтобы работать было легко и удобно» рассматривает настройку ОС как важный элемент эксплуатации. В книге подробно рассмотрены всевозможные настройки и кастомизация, например изменение темы оформления, способа переключения раскладки клавиатуры, подключения внешнего устройства, включения специальных возможностей и др.

Ряд исследователей, Назаров С. В., Широков А. И., в учебном пособии «Современные операционные системы» [3] рассматривает оптимизацию ОС с помощью оптимизации страничной виртуальной памяти с рассмотрением конкретных методов. Такой подход не эффективен при возникновении ошибок приложений, и при некорректном исправлении возможно появление новых ошибок.

Кэширования и использования служб порой недостаточно для оптимизации ОС: в определенных случаях предпочтительно использовать другие способы. Технология ReadyDrive имеет свои недостатки относительно оценки ее работы и еефункционирования.

Основные свойства, присущие операционной систем, называются «качество ОС», которое характеризует ее пригодность для конкретного назначения. Следовательно, объективной оценкой эффективности операционной системы является оценка эффективности функционирования компьютерной системы, но при этом эффективность системы не является свойством системы по следующим причинам:

• Оценка уровня эффективности связана с результатами ее функционирования и затраченными на достижение этих результатов ресурсами.
• Эффективность функционирования системы определяется условиями ее использования по целевому назначению и свойствами системы.
• При рассмотрении эффективности как свойство ОС оно противоречит с понятием качества.
• Эффективность ОС зависит от качества ОС, которое, в свою очередь, определяется свойствами ОС и компьютерной системы в целом.
• Под целевым назначением понимается организация процесса функционирования вычислительной системы.

Операционную систему можно определить как:

• Структурная организация (состав, взаимосвязь подсистем и элементов ОС).
• Функциональная организация ОС (взаимодействие, поведение, процесс работы подсистемы и элементов ОС).
• Параметр структурной организации ОС.
• Параметр функциональной организации ОС.

Параметрами ОС являются первичные, не зависимые друг от друга свойства ОС с определенными непрерывными или дискретными значениями, определяющими все остальные ОС.

Исходя из утверждения выше можно сказать, что свойства ОС – это характеристики ОС, определяемые и зависимые от параметров. Свойства ОС отражают возможности ОС по организации функционирования компьютерной системы.

Показателем свойства называется числовое значение функционала, которое отражает некоторые свойства ОС и характеризует уровень качества ОС относительно этого свойства. Связь между свойствами, показателями и параметрами эффективности ОС показана на рис. 1.

Рисунок 1. Связь между свойствами, показателями и параметрами эффективности ОС

Эффективность ОС оценивается по некоторым совокупностям показателей, например:

• совокупность числовых значений показателей (представляет собой обобщенное свойство ОС);
• совокупность условий, определяющих требования по возможным значениям понятий эффективности (называется критерием оценки эффективности).

С помощью общих показателей оценивается эффективность ОС по степени ее соответствия организации вычислительного процесса компьютерной системы в соответствии с заданными требованиями.

На практике используются следующие показатели эффективности операционных систем:

• Производительность (пропускная способность) ОС. Определяется количеством информационных, вычислительных и прочих работ, выполняемых системой за единицу времени, но не характеризуют производительность системы вявном виде, поскольку в значительной степени определяются загрузкой системы.
• Относительная пропускная способность ОС. Это отношение числа выполненных задач за единицу времени к числу задач, поступивших за эту же единицу времени. Относительные пропускные способности могут определяться во всей системе, так и в отдельных ее задачах.
• Время реакции системы – промежуток времени между поступлением задачи на выполнение и получением результатов.
• Коэффициент задержки выполнения работ. Определяется соотношением времени пребывания работы в системе к значению времени выполнения работы.
• Время решения заданного набора функциональных задач.

Частные показатели должны соответствовать целям отыскания таких технических решений, которые при условии удовлетворения требуемым значениям общих показателей позволяют использовать ОС с минимальными затратами напроектирование, разработку и сопровождение и характеризовать техническое совершенство и экономическую целесообразность ОС. Данная группа показателей более обширна по сравнению с группой общих показателей:

• Ресурсоемкость (потребление ресурсов самой вычислительной системой).
• Надежность показателей эффективности.
• Качество выполнения тех или иных задач.
• Качество отдельных компонентов.
• Экономические затраты (затраты времени и средств).
• Коэффициент использования ЦП (определяется отношением времени нахождения ЦП в состоянии вычислений к времени ожидания).
• Коэффициент использования ЦП пользовательскими задачами и ОС.
• Коэффициент эффективности мультипроцессорной работы (определяется отношением производительности системы с одним процессором к производительности системы с двумя и более процессорами).
• Относительные затраты времени на выполнение различных видов программ ОС.
• Использование оперативной и виртуальной памяти.
• Коэффициент загрузки устройства.

Принято считать основной причиной уменьшения числа задач, выполняемых в единицу времени ОС: заторы – это задержки в каком-либо узле. Причинами возникновения таких заторов являются:

• недостаточность ресурсов;
• неверное распределение ресурсов;
• неисправность ресурсов;
• некорректная настройка ресурсов.

Рассмотрим данные причины подробнее: нехватка оперативной памяти приводит к общему снижению производительности системы. Заторы жесткого диска обычно проявляются в паузах при работе приложения. Такие заторы легко устраняются увеличением памяти. Заторы сети могут быть связаны с любым из множества компонентов – маршрутизаторы, переключатели, устройства резервных копий, рабочие станции, серверы и т.д. Для решения такой задачи необходим мониторинг быстродействия сети. Решение заторов сети может сводиться к анализу операционной системы, локальной машины, удаленной машины, вмешательства пользователей, кроме того, необходимо учитывать топологические ограничения сети.

Современные ОС имеют в своем составе средства наблюдения за использованием ресурсов операционной системы. Компьютеры корпорации Microsoft имеют в своем составе следующие средства мониторинга:

• системный реестр;
• оповещения и журналы производительности;
• диспетчер задач.

Первые два компонента предоставляют подробные сведения о ресурсах, используемых конкретными объектами ОС.

Диспетчер задач предоставляет данные о программах и процессах, выполняемых компьютером, а также сведения об использовании процессора и памяти.

Данные о производительности используются для:

• определения рабочей нагрузки и ее влияния на ресурсы системы;
• проверки изменений конфигураций;
• диагностики неполадок в целях оптимизации – например, хорошая программа для оптимизации – CCleaner;
• удаления программами;
• дефрагментации файлов – нужна для сбора и перемещения файлов в начало жесткого диска так, чтобы все свободное место оставалось в конце. Благодаря дефрагментации повышается быстродействие операционной системы икомпьютера в целом. Дефрагментацию жесткого диска необходимо проводить хотя бы раз в месяц;
• исправления ошибками;
• настройки автозагрузки – автозагрузка нужна для того, чтобы не перегружать оперативную память при загрузке.
• очистки диска – позволяет удалить с компьютера временные файлы, загруженные файлы программ, эскизы, отчеты об ошибках и т.д.;
• восстановления системы – позволяет устранить многие неполадки в системе. Восстанавливая систему, отменяются последние изменения в системе, а файлы пользователя остаются без изменений, за исключением установленных программ и драйверов, которые могли вызвать сбой.

Утилита CPU Stress контролирует работу центрального процессора путем его нагрузки с помощью SSE-команд.

Категория «Бэнчмаркинговые модули» включает в себя следующие утилиты:

• арифметический тест процессора – оценивает производительность выполнения операций с плавающей запятой;
• мультимедийный тест процессора – оценивает производительность системы в работе с мультимедийными данными;
• тест съемный флеш-накопителей – оценивает производительность системы при работе со съемными накопителями;
• тест файловой системы – определяет производительность дисковой (файловой) подсистемы компьютера;
• тест CD-ROM/DVD – оценивает производительность оптических приводов;
• тест пропускной способности памяти – определяет пропускную способность подсистемы памяти при выполнении операций с фиксированной плавающей запятой;
• тест кэша и памяти – определяет пропускную способность подсистемы памяти;
• тест пропускной способности сети – определяет пропускную способность сетевого соединения с выбранным узлом сети.

Кроме того, среди этих модулей есть две тестовые утилиты, оценивающие скорость работы интернета.

В заключение можно сказать, что оптимизация ОС – одна из сложнейших задач для пользователей ПК, которая требует выбора между оптимизацией по скорости и по занимаемой памяти, что, в свою очередь, влечет за собой многочисленные настройки, мониторинг и даже математические вычисления и т.п. При оптимизации программ чаще всего приходится.

Основными способами повышения быстродействия компьютера являются:

• Понижение затрат на оснащение с помощью проверки программного обеспечения.
• Повышение работы пользователя.
• Повышение надежности при снижении нагрузок на оснащение.
• Сокращение числа ошибок приложений.

Так или иначе, невозможность эффективно работать без оптимизированной операционной системы доказана. Перед пользователем стоит задача выбора актуальных, ресурсоемких, производительных средств оптимизации и мониторинга операционных систем.

1. Таненбаум Э., Бос Х. Т18 Современные операционные системы. 4-е изд. – СПб.: Питер, 2015. – 1120 с.: ил. – (Серия «Классика computer science»). ISBN 978-5-496-01395-6.
2. Руссинович М., Соломон Д., Ионеску А. Внутреннее устройство Microsoft Windows, 6-е изд. – СПб.: Питер, 2013.– 800 с.
3. Назаров С. В., Широков А. И. Современные операционные системы: учебное пособие. – Интернет-университет информационных технологий, 2011. –280 с.
4. Гладкий А. Настройка Windows 7 своими руками. Как сделать, чтобы работать было легко и удобно. – ЛитРес, 2012. – 194 с.
5. Карп Д. Хитрости Windows 7. Для профессионалов. – СПб.: Питер, 2011. –172 с.
6. Груман Г. Mac OS X Lion. Библия пользователя. – Диалектика, 2012. – 912 с.
7. Стеркин В. Ускорение загрузки Windows. – Самиздат, 2012. – 38 с.
8. Батаев Л.В., Налютин Н.Ю., Батаев А.В. Операционные системы и среды. – М.: Академия, 2014. – 268 с.
9. Жидков О. М. Сетевые операционные системы. – Лаборатория книги, 2011. –114 с.
10. Национальный открытый университет «ИНТУИТ» – Операционная система Microsoft Windows XP. – 2016. – 375 с.

Ключевые слова: настройка, операционные системы, эффективность.

Optimization of the operating system for beginners

Ivankovskaya A.V., student, Nizhny Novgorod State at the Pedagogical University named after Kozma Minin (Mininsky University), e-mail: moldavanovaav@st.mininuniver.ru, tel. +79302932714. ORSID ID 0000-0002-1702-0716

Ponachugin A.V., Ph.D., Associate Professor, Department of Applied Informatics and Information Technologies in Education, Nizhny Novgorod State Pedagogical University named after Kozma Minin (Mininsky University), e-mail: sasha3@bk.ru, tel. +79036022121 ORSID ID 0000-0001-5518-5565

Abstract: In the modern age of computer technology the personal computer have virtually everyone, but not all are fluent in practical skills and configure the operating system for specific tasks. This article analyzes the main indicators of the effectiveness of the operating system, which will be interesting for novice users who want to do the assessment of the effectiveness, monitoring and optimization of the operating system. Additionally, the authors examined the connection between the article properties, indices and parameters of operating efficiency and special programs, utilities to optimize the OS.

Keywords: setting, OS, efficiency.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи