DISEÑO Y EVALUACIÓN DE CONFIGURACIONES

Práctica 5: DOMINGO LÓPEZ OLLER

Mejora de prestaciones de un sistema

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OBJETIVO DE LA PRÁCTICA

El objetivo de esta práctica es realizar la evaluación del sistema y medir las prestaciones actuales y posibles mejoras a nivel hardware o software y ver el resultado del mismo.

DESARROLLO

Las pruebas que voy a realizar sobre mi sistema son las siguientes: Estas pruebas se van a realizar en su mayoría sobre el sistema operativo Windows pero se intentará comparar resultados con los que pueden verse en Linux, en concreto con Ubuntu 8.10 . El sistema de Windows es Windows XP Professional. Ambos sistemas van a tener instalados los mismos programas desde el punto de vista del usuario como son componentes visuales, openoffice, mysql, apache,...
Las características del sistema se pueden ver en la siguiente imagen:
información ordenador
Esta información se ha generado con Everest 5.001650 y se corresponde con uno de los 2 núcleos,el resumen completo de todo el sistema está en el siguiente enlace. Pinche aquí

MEJORAR EL TIEMPO DE CARGA DEL SISTEMA OPERATIVO

Como usuario habitual de Windows y Linux me he dado cuenta de que Linux se carga mucho más rápido y lo que propongo en este apartado es analizar qué hace a Windows tan lento y cómo mejorar este tiempo.
Vamos a definir la prueba y objetivos a conseguir:
  1. El objetivo de esta parte es comparar el tiempo de arranque del sistema operativo desde que sale el grub hasta que se abre una carpeta del escritorio, tanto en el sistema Windows como Linux
  2. La métrica es el tiempo en minutos y segundos, que mediré con un cronómetro CASIO. No seremos minuciosos hasta las centésimas de segundo, lo que pretendo es comparar y ver la diferencia entre sistemas operativos y cuando le voy quitando procesos a Windows. Para este caso cuanto más pequeño sea este tiempo mejor
  3. En este caso los elementos que van a influir sobre la medición son:
  4. Todas las pruebas se van a hacer con el sistema en baja carga, en este caso nada más arrancarlo que es cuando menos cosas se pueden estar ejecutando.
  5. Se realizarán 3 pruebas bajo el sistema operativo Windows y 1 sobre el sistema operativo Linux. Estas pruebas se definen más abajo y lo que haré será anotar las mediciones obtenidas y hacer la representación gráfica
  6. Se comentará el resultado obtenido
Nota: No estoy contando el tiempo de carga del grub, solo el tiempo desde ahí.

DESARROLLO
La medición va a consistir en cronometrar el tiempo que tarda en cargar el sistema operativo y en abrir una carpeta desde que se inicia el grub. Es decir, al iniciar el grub y seleccionar el sistema operativo iniciaremos el cronómetro y no lo pararemos hasta ver que se abre la carpeta del escritorio, la cual se le dará la orden mientras se están cargando los procesos.
Para poder hacer una medición más real, todos sabemos que al iniciar Linux nos sale dos entradas de texto para comenzar la sesión. Si queremos ser objetivos debemos de tener algo parecido en Windows o esos 8-10" que perderíamos ahí no serán reales respecto a la otra medida. Para arreglar esto se ha forzado el inicio de sesión en Windows.

SISTEMA WINDOWS


En este sistema operativo se van a hacer 3 pruebas:

Arrancar el sistema operativo normalmente

Comenzamos arrancando el sistema normalmente y obtenemos un tiempo de: 1'55". El sistema inicial tiene iniciados procesos como: Antivirus Nod32, Wifi, messenger, GoogleDesktop, Ext2Mgr (me permite ver la partición Linux desde Windows), System Explorer, OpenOffice 3, Apache, Mysql,TuneUp,...

Arrancar el sistema operativo tras haber quitado algunos procesos (Arranque selectivo)

Tras el anterior inicio arrancamos la aplicación msconfig (Inicio->Ejecutar) de Windows y en la pestaña de Servicio e Inicio vamos quitando los procesos que antes se han mencionado para reducir la carga de inicio y los que aparecen en el menú inicio dentro de Inicio->Todos los programas.
La apariencia del msconfig es la siguiente:
msconfig
Tras reiniciar el sistema el tiempo obtenido fue de 1'21". Se aprecia por tanto una notable mejoría respecto a la medición anterior

Arrancar el sistema operativo con opciones mínimas

Desde la pantalla de msconfig mostrada anteriormente se puede ver que hay una opción de selección que se llama Inicio con diagnósticos: cargar sólo dispositivos y servicios básicos. Si ahora seleccionamos esta opción y reiniciamos vemos que la apariencia del escritorio cambia muchísimo y que el tiempo de carga pasa a ser ahora de 1'13"

Vemos por tanto que ir quitando servicios y programas de inicio hace que el tiempo de carga se reduzca pero claro, en esta última configuración ya no disponemos de los anteriores mencionados, ni de Wifi, ni de otros. Una forma de comprobar que no se están cargando los servicios se puede ver en la barra de inicio como se ve en la siguiente imagen. (El de messenger y antivirus si se nota porque no salen las ventanas de inicio)
procesos
Puede verse claramente que varía mucho del arranque normal al arranque mínimo.

A continuación muestro la gráfica que refleja los tiempos:
arranque Windows
A la vista de los resultados se puede ver que a medida que vamos quitando procesos el sistema arranca más rápido, pero claro, en la última medida estamos dejando los procesos indispensables para que el sistema pueda funcionar, no tendremos la posibilidad de ejecutar cosas como en la versión selectiva. Por lo tanto, será trabajo nuestro controlar los procesos que queremos arrancar al comienzo y así obtener un gran rendimiento.

SISTEMA LINUX


En este caso quiero comprobar el tiempo de carga del sistema operativo Linux y sólo haré el arranque normal y lo compararé con los resultados mostrados antes. En este caso el tiempo que se ha obtenido es de 1'39"
compararConLinux
A la vista de los resultados podemos ver que Linux tiene un arranque con tiempo inferior al de Windows a pesar de arrancar con muchos procesos y casi similar al caso selectivo de Windows. Obviamente, la versión mínima si es muy superior pero no ofrece las mismas funcionalidades.
El hecho de que Linux tenga mejor rendimiento es debido a que aunque arranquen más o menos procesos y comunes, el caso es que en Windows siempre hay que arrancar como mínimo el Antivirus que no está en Linux y que es bastante pesado según sea este (Nod32 no es de los peores) y de ahí que en cuanto se lo quitamos a Windows vemos que el tiempo de arranque mejora respecto a Linux, ahora bien, ¡a ver a quién se le ocurre acceder a Internet sin Antivirus en Windows!

En este caso hemos considerado Windows XP vs Ubuntu donde a nivel de prestaciones son semejantes (sigue ganando Linux), sin embargo, si consideráramos Vista vs Ubuntu, se notaría mucho más la diferencia con Linux (Linux sería mucho mejor) por la gran carga visual que carga Vista y que como todos sabemos podemos conseguir en Ubuntu consumiendo muchos menos recursos y mejores con Compiz.

MEJORAR EL TIEMPO DE GRABACIÓN DE DATOS EN UN PENDRIVE

En este caso vamos a evaluar el tiempo que se tarda en grabar varios ficheros en un pendrive de 1GB bajo dos configuraciones a fin de ver cuál es la mejor en Windows y cuánto tarda si realizamos lo mismo desde Linux.
Vamos a definir la prueba y objetivos a conseguir:
  1. El objetivo de esta parte es comparar el tiempo de grabación de 4 ficheros de distinto tamaño individualmente y luego de 3 de ellos a la vez, tanto en el sistema Windows como Linux
  2. La métrica es el tiempo en minutos y segundos, que mediré con un cronómetro CASIO. No seremos minuciosos hasta las centésimas de segundo, lo que pretendo es comparar y ver la diferencia entre sistemas operativos y cuando se le aumenta el rendimiento al pendrive bajo Windows. Para este caso cuanto más pequeño sea este tiempo mejor.
  3. En este caso los elementos que van a influir sobre la medición son:
  4. Todas las pruebas se van a hacer con el sistema en baja carga de manera que podamos obtener su máximo rendimiento y fiabilidad. En la actualidad los ordenadores tienen DMA que permiten aislar la carga del procesador sobre los periféricos por lo que aunque haya llamadas a procedimientos de CPU la transferencia de datos al pendrive seguirá y no se parará como antes.
  5. Se realizará la copia de 4 ficheros en el sistema operativo Windows y lo mismo para Linux. Más abajo se detallará el tamaño de los ficheros, la operación y el resultado obtenido para luego hacer una representación gráfica
  6. Se comentará el resultado obtenido
Nota: La medición del tiempo será desde que se enciende el led del pendrive hasta que se apaga.

DESARROLLO
Para desarrollar estas prácticas vamos a utilizar cuatro ficheros de A->7.62MB,B->59.8MB,C->231MB y D->698MB y veremos el tiempo que tarda en grabarse cada uno en el pendrive en el sistema operativo Windows y Linux.

SISTEMA WINDOWS

Pendrive antes de optimizar

Lo primero que haremos es formatear el pendrive y luego pasaremos a hacer la copia de los archivos desde el disco duro al pendrive con el típico Ctrl+C y Ctrl+V. La copia de los ficheros se procederá de la siguiente forma: Si seguimos este procedimiento se obtienen los siguientes resultados:
Al final del siguiente apartado compararemos estos resultados con los optimizados.

Pendrive después de optimizar

Siempre que compramos un pendrive nos lo vamos a encontrar en la opción anterior, opción que permite quitar el pendrive sin tener que desmontar el volumen. Sin embargo, poco a poco la gente se da cuenta de la importancia de este procedimiento por la seguridad y fiabilidad de los datos y ya podremos optar por este cambio de rendimiento que permitirá disminuir el tiempo de grabación.
Para poder realizar esto tenemos que ir a Mi PC->Seleccionamos la unidad y damos botón derecho-> Le damos a propiedades-> Damos a la pestaña Hardware y pinchamos 2 veces sobre el dispositivo. Con esto se obtiene la siguiente imagen:
cambiarConfPendrive
Para desarrollar esta prueba pincharemos sobre la segunda opción y realizaremos las mismas pruebas del apartado anterior obteniendo los siguientes resultados:

Veamos la representación gráfica de estos datos y comparar ambos sobre Windows:
compararEnWindows
Se puede ver que la versión optimizada presenta mejores resultados en todos los casos como era de esperar si dice que da más rendimiento.
Sin embargo, de los resultados obtenidos impacta un poco el resultado obtenido de considerar la copia de 3 ficheros a la vez. Si pensamos de forma matemática debería de haber tardado la suma de hacer los 3 ficheros independientes como mínimo y sin embargo no ha sido así (2'26" no es igual a 1'53").
La explicación de que sea menor es debido a que en los tres por separado estoy contando el tiempo de apagarse el led aunque el fichero ya está transferido al pendrive, mientras que al considerar los 3 sólo se hace una vez todo como un fichero que sea la suma de los 3.

SISTEMA LINUX

En este caso vamos a seguir los mismos pasos del Pendrive antes de optimizar en el sistema operativo Linux para comparar con los resultados anteriores. Así se obtuvieron los siguientes resultados:
Una vez tenemos estos datos presentamos la gráfica comparativa de ambos métodos:
compararConLinux
A simple vista se ve que Linux ofrece por defecto la optimización, dado que da por supuesto que nosotros vamos a desmontar el volumen y no como Windows, y de ahí que esté por debajo del que ofrece Windows en la versión preventiva o normal. El hecho de que quede un poco por encima la versión optimizada de Windows es debido a que las llamadas al sistema que se generan ralentizan el proceso de grabación, pero la diferencia es muy pequeña. Por lo demás, se aprecia el mismo comportamiento comentado en la gráfica anterior de que tomando 3 ficheros se tarde menos que si vamos de uno en uno en Linux (2'1" no es igual a 1'50").

De este análisis se puede ver que la versión de máximo rendimiento ofrece mejores prestaciones al grabar las cosas en menor tiempo y que Linux hace uso ya de este sistema por defecto.

MEDIR EL TIEMPO DE IMPRESIÓN EN DISTINTAS IMPRESORAS

En este caso vamos a estudiar la velocidad de impresión de 2 impresoras: Nuestro trabajo será comprobar si la segunda es mejor que la primera a la vista de las características. Pese a que una ofrece más funcionalidades que la otra, ambas tienen el sistema de impresión por chorro de tinta para así poder medir los resultados de forma objetiva.
Vamos a definir la prueba y objetivos a conseguir:
  1. El objetivo de esta parte es comparar la velocidad de imprimir de ambas
  2. La métrica es el tiempo en minutos que tarda en imprimir el documento en color y blanco-negro en ambas impresoras. En este caso está cuanto menor sea este tiempo mejor
  3. En este caso los elementos que van a influir sobre la medición son:
  4. Todas las pruebas se van a hacer con el sistema en baja carga de manera que podamos obtener su máximo rendimiento y fiabilidad. En este caso se imprimirá un documento solo y sólo se iniciará la lectura del pdf.
  5. Se medirá el tiempo de imprimir el documento en ambas impresoras para luego hacer una representación gráfica de los resultados
  6. Se comentará el resultado obtenido
Nota: El documento a imprimir será el mismo, en concreto será el tema 4 de la asignatura Traductores de 3º Ingeniero Técnico Informática Sistemas, compuesto de 119 transparencias. La medición comenzará desde el momento que le demos al OK de impresión hasta que salga la última hoja.

DESARROLLO
Cogeremos el fichero que queremos imprimir y en las opciones de impresión determinaremos la calidad de impresión y el número de hojas por página según sea la prueba. Para cada impresora la prueba consiste en:

Impresora HP Deskjet 840C

El resultado que se obtiene es el siguiente: La impresión a una sóla página es más costosa y lenta que la de 4 por página y por eso se puede ver que la impresora se para para realizar la limpieza de cabezales durante un espacio de 1 minuto, que ya se ha contemplado en la medición. Esto lo hará también la siguiente puesto que los cartuchos de tinta son de chorro de tinta.

Impresora HP Photosmart 3180

Realizando la misma impresión que en el apartado anterior se obtienen los siguientes tiempos: La representación gráfica de los datos obtenidos es la siguiente:
compararImpresoras
Salta a la vista que la impresión de 4 transparencias por folio va a ser más rápido, lo cual es lógico dado que imprimo cuatro cosas en lugar de una sola en todo el folio. Si además añadimos que la velocidad de impresión en negro es mucho mayor que la de color en ambas impresoras podremos entender por qué la versión de color tarda bastante más.
Se puede apreciar en los resultados obtenidos que la segunda impresora ofrece el doble de rendimiento que la primera, confirmándose así los datos que se reflejan en las características.
La única forma que tiene la primera de 'ganar' a la segunda es modificando el modo de impresión o la cola de impresión (que en ambos casos estaba vacía), en igualdad de condiones está claro que no es posible que la primera la supere. Vemos por tanto que la segunda tiene mayores prestaciones que la primera.
Esto mismo que hemos desarrollado para una impresora se puede hacer en un sobremesa con un disco duro, tarjeta gráfica y otros periféricos tomando uno antiguo y uno actual y viendo la velocidad. Por ejemplo, otra prueba de este estilo buena sería comparar la velocidad de un disco SATA actual con uno ATA o ver ahora un módulo de memoria RAM DDR3 frente a uno DDR2. Las mejoras hardware están para algo.

PROBLEMAS PARA DESARROLLAR OTRAS PRUEBAS

Inicialmente había pensado otras pruebas como los frames por segundo o realizar overclocking que son más llamativas por los resultados que se obtienen sin embargo el hecho de tener un portatil me presenta tres barreras importantes que son:
Estas son algunas de las causas que me hicieron decantarme por estas mediciones aunque para poder ver mejoras en la tarjeta gráfica o en la CPU hay prácticas de años anteriores que especifican la forma de conseguirlo mediante OVERCLOCKING, que es aumentar la frecuencia de funcionamiento modificando los multiplicadores del procesador. En equipos antiguos era con jumpers pero ahora los equipos lo permiten de forma software desde la BIOS o con el software de la placa madre o de la tarjeta gráfica según el fabricante.
Las prácticas que ví de este tema de años anteriores son las siguientes: Podría argumentar de forma teórica lo que ya han hecho estos compañeros pero dado que está disponible prefiero presentar el enlace que habla por sí mismo de los resultados de realizar OVERCLOCKING o la modificación de parámetros sobre la tarjeta gráfica.
Personalmente me habría gustado hacer alguna de estas para mi máquina pero no he podido conseguirlo

PUNTO ADICIONAL

Creo que merezco el punto adicional por varios motivos:

CONCLUSIONES

De esta práctica se ha podido ver que el sistema puede llegar a mejorarse tomando ciertas consideraciones, de hecho, lo observado en el primer experimento da a entender que el número de procesos inútiles que estemos cargando al principio está ralentizando el sistema aunque tengamos un hardware muy bueno.
De esta práctica quiero destacar por tanto que tener un hardware actual ofrece mejores prestaciones que uno antiguo, de eso no hay duda, pero también quiero destacar que es posible explotar lo que tenemos sin perder en fiabilidad y obteniendo muy buenos resultados (overclocking).
Será por tanto trabajo nuestro ver el estado actual del sistema y ver si una caida de prestaciones es por motivos hardware o software y si el hardware que tenemos permite realizar cambios en beneficio del rendimiento. Es por ello que la compra de material es algo que yo personalmente estudio mucho ya que no me gusta estar cambiando cada dos por tres de componentes porque se haya desfasado o no tenga opción de sacar más rendimiento.
DOMINGO LÓPEZ OLLER
Ingeniero Técnico Informática Sistemas
Práctica 5 de Diseño y Evaluación de configuraciones.
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