Как рассчитывается загрузка ЦП?

Question

Как рассчитывается загрузка ЦП?

на моем рабочем столе у меня есть небольшой виджет, который говорит мне о моем текущем использовании процессора. Он также показывает использование для каждого из моих двух ядер.

Я всегда задавался вопросом, как процессор вычисляет, сколько его вычислительной мощности используется? Кроме того, если процессор зависает, делая некоторые интенсивные вычисления, как он может (или что-то еще обрабатывает эту активность) изучить использование, не зависая также?

1028 8

performance cpu-usage algorithm cpu cpu-architecture

8 ответов:

Comments

Ничего не найдено.

In silico · Accepted Answer · 2018-04-14 23:01:15

процессор не выполняет вычисления использования сам по себе. Он может иметь аппаратные функции, чтобы сделать эту задачу проще, но это в основном работа операционной системы. Поэтому очевидно, что детали реализаций будут отличаться (особенно в случае многоядерных систем).

общая идея состоит в том, чтобы увидеть, как долго очередь вещей, которые процессор должен сделать. Операционная система может периодически просматривать планировщик, чтобы определить количество вещей, которые он должен сделать.

это функция Linux in (ripped from Wikipedia), которая выполняет указанный расчет:
#define FSHIFT   11  /* nr of bits of precision */
#define FIXED_1  (1<<FSHIFT) /* 1.0 as fixed-point */
#define LOAD_FREQ (5*HZ) /* 5 sec intervals */
#define EXP_1  1884  /* 1/exp(5sec/1min) as fixed-point */
#define EXP_5  2014  /* 1/exp(5sec/5min) */
#define EXP_15 2037  /* 1/exp(5sec/15min) */

#define CALC_LOAD(load,exp,n) \
    load *= exp; \
    load += n*(FIXED_1-exp); \
    load >>= FSHIFT;

unsigned long avenrun[3];

static inline void calc_load(unsigned long ticks)
{
    unsigned long active_tasks; /* fixed-point */
    static int count = LOAD_FREQ;

    count -= ticks;
    if (count < 0) {
        count += LOAD_FREQ;
        active_tasks = count_active_tasks();
        CALC_LOAD(avenrun[0], EXP_1, active_tasks);
        CALC_LOAD(avenrun[1], EXP_5, active_tasks);
        CALC_LOAD(avenrun[2], EXP_15, active_tasks);
    }
}
что касается второй части вашего вопроса, большинство современных операционных систем многовекторной. Это означает, что ОС не собирается позволять программам занимать все время обработки и не иметь никаких для себя (если вы не сделать это). Другими словами, даже если приложение появляется зависшим, ОС может еще украсть немного времени для своей работы.

dave · Accepted Answer · 2010-09-20 05:27:38

существует специальная задача, называемая простой задачей, которая выполняется, когда никакая другая задача не может быть запущена. Использование % - это только процент времени, когда мы не запускаем простаивающую задачу. ОС будет поддерживать общее количество времени, затраченного на выполнение задачи простоя:

когда мы переключаемся на простаивающую задачу, установите t = текущее время

когда мы переключаемся от простой задачи, добавьте (текущее время-t) к текущему итогу

Если мы возьмем два образца нарастающим итогом N секунд друг от друга, мы можем рассчитать процент тех N секунд, потраченных на выполнение задачи простоя как (второй образец - первый образец)/n

обратите внимание, что это то, что делает ОС, а не процессор. Концепция задачи не существует на уровне процессора! (На практике задача простоя переводит процессор в спящий режим с помощью инструкции HLT, поэтому процессор знает, когда он не используется)

Что касается второго вопроса, современные операционные системы являются упреждающе многозадачными, что означает, что ОС может переключиться от вашей задачи в любое время. Как ОС на самом деле украсть процессор от вашей задачи? Прерывает:http://en.wikipedia.org/wiki/Interrupt

zildjohn01 · Accepted Answer · 2010-09-20 04:38:36

чтобы получить загрузку процессора, периодически пробуйте в общей сумме время процесса, и найти разницу.

например, если это время процессора для процесса 1:
kernel: 1:00:00.0000
user:   9:00:00.0000
и затем вы получаете их снова через две секунды, и они:
kernel: 1:00:00.0300
user:   9:00:00.6100
вы вычитаете время ядра (для разницы 0.03) и время пользователя (0.61), сложите их вместе (0.64), и разделить на время выборки 2 секунды (0.32).

таким образом, за последние две секунды процесс использовал в среднем 32% процессорного времени.

конкретные системные вызовы, необходимые для получения этой информации (очевидно) различны на каждой платформе. На Windows, вы можете использовать GetProcessTimes или GetSystemTimes если вы хотите, чтобы ярлык в общей сумме используется или простоя процессорного времени.

user1725779 · Accepted Answer · 2012-10-07 00:22:54

один из способов сделать это следующим образом:

выберите интервал выборки, скажем, каждые 5 минут (300 секунд) реального времени. Вы можете получить это от gettimeofday.

получить время процесса, которое вы использовали в этом 300 секунд. Вы можете использовать times() позвоните, чтобы получить это. Это было бы new_process_time - old_process_time, где old_process_time это время процесса, которое вы сохранили с последнего интервала времени.

ваш процент процессора тогда (process_time/elapsed_time)*100.0 Вы можете установить сигнал тревоги, чтобы сигнализировать вам каждые 300 секунд, чтобы сделать эти расчеты.

у меня есть процесс, который я не хочу использовать более определенное процентное процессора. Этот метод работает довольно хорошо, и хорошо согласуется с моим системным монитором. Если мы используем слишком много процессора,мы немного спим.

AndyG · Accepted Answer · 2010-09-20 04:28:13

Это мое основное понимание от небольшого воздействия подобного кода. Такие программы, как Диспетчер задач или системные вызовы доступа к виджетам, такие как NtQuerySystemInformation (), и используют информацию, собранную из ОС, чтобы сделать простой расчет процента времени, в течение которого процессор простаивает или используется (в стандартном количестве времени). Процессор знает, когда он простаивает, поэтому он может определить, когда он не простаивает. Эти программы действительно могут засориться up...my диспетчер задач crummy laptop замораживает все время при расчете использования процессора, когда он доливается на 100%.

классный бит кода примера можно найти на веб-сайте MSDNs, который показывает вызовы функций для расчета использования ЦП для набора инструкций:http://msdn.microsoft.com/en-us/library/aa364157 (VS. 85). aspx

то, что делают эти системные вызовы, - это код ядра доступа, который я считаю... который выходит за рамки моего понимания.

Anycorn · Accepted Answer · 2012-08-01 18:58:56

есть несколько способов сделать это:

процессор поддерживает несколько счетчиков, которые измеряют производительность, вы можете получить к ним доступ с помощью интерфейса Papi. например, вот краткое введение: http://blogs.oracle.com/jonh/entry/performance_counter_generic_events

также:http://www.drdobbs.com/tools/184406109

счетчик, который вы можете хотеть, это PAPI_TOT_CYC, который является количеством занятых циклов (если я помню правильно)

Gleno · Accepted Answer · 2010-09-20 04:24:05

ну, насколько я понимаю там гигант
while(true){}
цикл, что операционные системы вращается вверх. Ваш процесс управляется из этого цикла. Это позволяет выполнять внешний код непосредственно на процессоре в кусках. Не преувеличивая слишком много, это uber-упрощение того, что на самом деле происходит.

Aashish Bharadwaj · Accepted Answer · 2018-01-03 20:01:42

процессор не "зависает", он просто работает на максимальной мощности, что означает, что он обрабатывает столько инструкций, сколько физически способен каждую секунду. Процесс, который вычисляет использование ЦП является одним из этих инструкций. Если приложения пытаются делать операции быстрее, чем процессор способен, то просто они будут задерживаться, следовательно, "повесил трубку".

расчет загрузки ЦП основан на общей доступной загрузке. Поэтому, если процессор имеет два ядра, и одно ядро имеет 30% использования, а другое-60%, общее использование составляет 45%. Вы также можете увидеть использование каждого отдельного ядра.