操作系统的性能测试方法及装置制造方法及图纸

一种操作系统的性能测试方法及装置，先构建负载集体系，负载集体系及相应的分布值组合成了相应的负载剖面。然后通过仿真真实应用场景，确定所需的负载、负载的分布值、负载的加载等级的顺序，根据所需负载及其分布值确定了所需的负载剖面及其负载剖面的分布，根据负载剖面及其负载剖面的分布，所需的负载、加载等级的顺序、负载的加载时间即可以构造性能测试场景，最后采用构造的性能测试场景进行操作系统的性能测试。本发明专利技术实现了操作系统的全面性能测试，可以模拟操作系统真实应用场景，在多负载多等级压力下开展操作系统的性能测试。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及操作系统
，特别是涉及一种操作系统的性能测试方法及装置。
技术介绍
操作系统(Operating System，OS)是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，其他软件都需在操作系统的支持下才能运行。操作系统的功能包括管理计算机系统的硬件、软件及数据资源，控制程序运行，改善人机界面，为其它应用软件提供支持等，使计算机系统资源最大限度地发挥作用；提供各种形式的用户界面，使用户有一个好的工作环境，为其它软件的开发提供必要的服务和相应的接口。研究操作系统性能是相当有意义的，因为操作系统的性能直接影响了其上应用系统的性能，操作系统性能不稳定会造成其上大量应用系统的不稳定甚至崩溃。 操作系统性能测试一般采用基准测试的方法，基准测试是指通过设计科学的测试方法、测试工具和测试系统，实现对一类测试对象的某项性能指标进行定量的和可对比的测试。例如，对计算机CPU(Central Processing Unit，中央处理器)进行浮点运算、数据访问的带宽和延迟等指标的基准测试，可以使用户清楚地了解每一款CPU的运算性能及作业吞吐能力是否满足应用程序的要求；对数据库管理系统的ACID(Atomicity Consistency Isolation Durability，原子性、一致性、独立性和持久性)查询时间和联机事务处理能力等方面的性能指标进行基准测试，有助于使用者挑选最符合自己需求的数据库系统。 上述技术虽然应用很广泛，但是存在以下的缺点： 1、有些测试程序偏向于测试机器硬件方面的性能，在操作系统层面的性能考虑欠缺，比如ScalAPACK、SPEC95等测试程序主要考察CPU计算性能； 2、有些测试程序虽然考虑到操作系统层面的性能，但是只针对操作系统某个部分或某个子系统的性能进行考察，不能够全面反映操作系统性能，比如IOZone只对磁盘IO(输入输出)性能进行测试，Netperf只对网络性能进行测试。全面开展对操作系统的内存、磁盘IO、进程间通信、处理器等子系统的性能测试程序目前几乎没有。 3、没有考虑在负载压力下测试操作系统的性能，而实际情况是，基于操作系统之上往往有诸多应用在运行，不同的应用对操作系统的压力不一样，会对其他应用造成影响。 针对上述技术第3点的缺陷，目前已有测试程序针对Linux内核子系统设计特定的工作量作为负载，以此形成对Linux内核的压力，在各负载压力情况下测试这些子系统的性能。 但是这些测试程序也存在如下缺点： 1、对负载的选择只局限于内核子系统，缺乏系统层以及操作系统之上的应用负载的考虑； 2、负载压力只有一个等级，无法模拟操作系统的真实应用场景； 3、只是简单利用负载作为压力背景进行测试，并且负载简单，不能够挖掘出操作系统的性能，不能够模拟真实应用场景，从而得到的性能数据也没有说服力。 4、由于性能测试数据的单一和缺乏系统化，无法进一步开展对操作系统的性能分析，不能挖掘出Linux操作系统在各种应用场景下的性能表现。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够模拟真实应用场景并开展全面性能测试的操作系统的性能测试方法及装置。 一种操作系统的性能测试方法，包括步骤： 根据操作系统的各应用场景归类出内核层、系统层和应用层分别包含的负载，并根据负载压力将负载设置为N个加载等级； 将各所述负载分类至相应的负载剖面，所述负载剖面包括负载待定的分布值，所述分布值为所述负载加载时间与测试总时间的比值； 将应用场景作为操作系统运行背景，测试各负载的数据，将根据所述数据确定的影响操作系统的负载作为新负载，并根据所述数据确定新负载的分布值、新负载的加载等级的顺序； 将所述新负载的分布值作为其待定的分布值，根据所述新负载及其分布值确定所述应用场景包含的负载剖面以及负载剖面的分布； 根据确定的所述负载剖面以及负载剖面的分布，所述新负载、所述加载等级的顺序、新负载的加载时间构造模拟所述应用场景的性能测试场景，并采用所述性能测试场景进行操作系统的性能测试，其中新负载的加载时间为所述新负载的分布值与预设测试总时间的乘积。 一种操作系统的性能测试装置，包括： 负载确定模块，用于根据操作系统的各应用场景归类出内核层、系统层和应用层分别包含的负载，并根据负载压力将负载设置为N个加载等级； 负载分类模块，用于将各所述负载分类至相应的负载剖面，所述负载剖面包括负载待定的分布值，所述分布值为所述负载加载时间与测试总时间的比值； 负载测试模块，用于将应用场景作为操作系统运行背景，测试各负载的数据，将根据所述数据确定的影响操作系统的负载作为新负载，并根据所述数据确定新负载的分布值、新负载的加载等级的顺序； 负载剖面及其分布确定模块，用于将所述新负载的分布值作为其待定的分布值，根据所述新负载及其分布值确定所述应用场景包含的负载剖面以及负载剖面的分布； 性能测试模块，用于根据确定的所述负载剖面以及负载剖面的分布，所述新负载、所述加载等级的顺序、新负载的加载时间构造模拟所述应用场景的性能测试场景，并采用所述性能测试场景进行操作系统的性能测试，其中新负载的加载时间为所述新负载的分布值与预设测试总时间的乘积。 本专利技术为了覆盖软件各范围的性能特点，先构建了较为全面的负载集体系，负载集体系及相应的分布值组合成了相应的负载剖面。然后通过仿真真实应用场景，确定所需的负载、负载的分布值、负载的加载等级的顺序，根据所需负载及其分布值确定了所需的负载剖面及其负载剖面的分布，根据负载剖面及其负载剖面的分布，所需的负载、加载等级的顺序、负载的加载时间即可以构造性能测试场景。本专利技术实现了操作系统的全面性能测试，可以模拟操作系统真实应用场景，在多负载多等级压力下开展操作系统的性能测试。解决了真实应用场景中多剖面的问题，以及基础软件在不同应用场景下的性能上下限问题，可以帮助软件产品筛选，促进产品的改进、设计，以及引导产品的个性化定制研发，为软件产品针对不同应用场景的选型和适配提供帮助。 附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作系统的性能测试方法，其特征在于，包括步骤：根据操作系统的各应用场景归类出内核层、系统层和应用层分别包含的负载，并根据负载压力将负载设置为N个加载等级；将各所述负载分类至相应的负载剖面，所述负载剖面包括负载待定的分布值，所述分布值为所述负载加载时间与测试总时间的比值；将应用场景作为操作系统运行背景，测试各负载的数据，将根据所述数据确定的影响操作系统的负载作为新负载，并根据所述数据确定新负载的分布值、新负载的加载等级的顺序；将所述新负载的分布值作为其待定的分布值，根据所述新负载及其分布值确定所述应用场景包含的负载剖面以及负载剖面的分布；根据确定的所述负载剖面以及负载剖面的分布，所述新负载、所述加载等级的顺序、新负载的加载时间构造模拟所述应用场景的性能测试场景，并采用所述性能测试场景进行操作系统的性能测试，其中新负载的加载时间为所述新负载的分布值与预设测试总时间的乘积。

【技术特征摘要】
1.一种操作系统的性能测试方法，其特征在于，包括步骤：
根据操作系统的各应用场景归类出内核层、系统层和应用层分别包含的负
载，并根据负载压力将负载设置为N个加载等级；
将各所述负载分类至相应的负载剖面，所述负载剖面包括负载待定的分布
值，所述分布值为所述负载加载时间与测试总时间的比值；
将应用场景作为操作系统运行背景，测试各负载的数据，将根据所述数据
确定的影响操作系统的负载作为新负载，并根据所述数据确定新负载的分布值、
新负载的加载等级的顺序；
将所述新负载的分布值作为其待定的分布值，根据所述新负载及其分布值
确定所述应用场景包含的负载剖面以及负载剖面的分布；
根据确定的所述负载剖面以及负载剖面的分布，所述新负载、所述加载等
级的顺序、新负载的加载时间构造模拟所述应用场景的性能测试场景，并采用
所述性能测试场景进行操作系统的性能测试，其中新负载的加载时间为所述新
负载的分布值与预设测试总时间的乘积。
2.根据权利要求1所述的操作系统的性能测试方法，其特征在于，根据所
述新负载及其分布值确定所述应用场景包含的负载剖面的分布的步骤包括：
将确定的所述负载剖面包含的新负载的分布值进行累加，得到相应的剖面
分布；
将各所述剖面分布进行归一化，得到所述应用场景包含的负载剖面的分布。
3.根据权利要求1所述的操作系统的性能测试方法，其特征在于，所述负
载压力包含负载运行的复杂度、速度、频度；所述内核层包含网络负载、磁盘
输入/输出负载、进程间通信负载、处理器负载、内存负载、文件系统负载；所
述系统层包含系统调用负载；所述应用层包含万维网服务负载、并行计算负载。
4.根据权利要求3所述的操作系统的性能测试方法，其特征在于，相应的
负载剖面包含计算密集型剖面、存储密集型剖面、通信密集型剖面、图形处理
密集型剖面；
将各所述负载分类至相应的负载剖面的步骤包括：
将处理器负载、并行计算负载、内存负载分类至所述计算密集型剖面；
将磁盘输入/输出负载、内存负载、文件系统负载、万维网服务负载、系统
调用负载分类至所述存储密集型剖面；
将网络负载、万维网服务负载、磁盘输入/输出负载、进程间通信负载分类
至所述通信密集型剖面；
将处理器负载、并行计算负载、内存负载、磁盘输入/输出负载分类至所述
图形处理密集型剖面。
5.根据权利要求3所述的操作系统的性能测试方法，其特征在于，所述网
络负载包含传输控制协议数据传输、传输控制协议请求/应答传输、各传输控制
协议连接传输、用户数据报协议数据传输；所述磁盘输入/输出负载包含文件读、
文件写、文件重复读、文件重复写、文件跳跃读、文件跳跃写、文件随机读写；
所述进程间通信负载包含多进程创建/删除、管道、共享内存、信号量、消息队
列；所述处理器负载包含图形图像、视频音频、游戏、科学工程计算；所述内
存负载包含内存页换入换出、常驻内存；所述文件系统负载包含文件创建、删
除、重命名、移动、拷贝；所述系统调用负载包含读写系统调用、Socket系统
调用、文件加解锁、Shell调用、读写系统参数；所述万维网服务负载包含文件
传输协议服务、数据库服务；所述并行计算负载包含MPI并行程序、OpenMP
并行程序、Fortran并行程序。
6.一种操作系统的性能测试装置，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春晖，夏仲平，林军，熊婧，王雅瑜，
申请(专利权)人：工业和信息化部电子第五研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44