Naik Taraf Makmal Komputer: Cakera Keras atau CPU?
SMK Seri Murni mempunyai makmal komputer dengan 30 unit PC yang dibeli pada 2016. Spesifikasi setiap PC ialah CPU Intel Core i3-6100, RAM 4 GB, cakera keras 500 GB HDD 7200 rpm dan Windows 10 edisi 32-bit. Guru melaporkan PC mengambil masa 4 hingga 6 minit untuk boot, dan aplikasi spreadsheet mengambil 40 saat untuk dibuka. Pemantauan prestasi menunjukkan penggunaan cakera hampir 100% sepanjang proses boot, penggunaan CPU kekal di bawah 25%, manakala RAM digunakan 95%. Apabila tiga kelas menjalankan ujian dalam talian serentak, PC menjadi tidak responsif sepenuhnya. Makmal menggunakan satu switch 24 port untuk 30 PC, jadi beberapa PC berkongsi port melalui hub kecil. Sekolah menerima peruntukan RM 9,000 untuk naik taraf dan mensasarkan PC mampu menjalankan kelas pengaturcaraan Python serta suntingan video ringkas 1080p. Pihak pentadbir menetapkan tiada PC boleh diganti sepenuhnya dan kerja naik taraf mesti selesai dalam tempoh dua minggu cuti sekolah.
1. Kenal pasti pengecutan (bottleneck) utama makmal ini dan bina pelan naik taraf lengkap dengan pengiraan kos dalam bajet RM 9,000. Jelaskan sebab setiap item dipilih.
Read the worked answer
1. Kenal pasti pengecutan.
- Cakera ~100% sepanjang boot tetapi CPU hanya 25%: CPU masih mempunyai lebihan kapasiti, jadi menaik taraf CPU tidak akan menghilangkan gejala. HDD mekanikal mempunyai masa capaian rawak 8–12 ms dan kira-kira 100 IOPS, sedangkan boot Windows membaca ribuan fail kecil secara rawak. Cakera menjadi baris gilir.
- RAM 95% bermakna sistem menukar halaman (paging) ke cakera. Ini menambah beban cakera, lalu menerangkan mengapa boot 4–6 minit dan spreadsheet 40 saat.
- Windows 32-bit hanya boleh mengalamat kira-kira 3.2 GB daripada 4 GB, jadi sebahagian RAM memang sudah terbuang.
2. Pelan dalam bajet RM 9,000.
| Item | Kuantiti | Harga unit | Jumlah |
|---|---|---|---|
| SSD SATA 240 GB | 30 | RM 150 | RM 4,500 |
| RAM 8 GB DDR4 | 30 | RM 120 | RM 3,600 |
| Switch 8 port (ganti hub) | 1 | RM 200 | RM 200 |
| Kabel Cat6 dan penyambung | 30 | RM 5 | RM 150 |
| Jumlah | RM 8,450 |
Baki RM 550 disimpan sebagai rizab untuk pemacu sandaran imej sistem.
3. Sebab susunan ini. SSD memberi pulangan paling besar kerana ia menghapuskan pengecutan sebenar: capaian rawak turun kepada ~0.1 ms dan IOPS melebihi 50,000. RAM tambahan hanya berguna selepas sistem operasi 64-bit dipasang (lesen sedia ada, kos RM 0) kerana had 4 GB akan kekal tanpa langkah itu. Switch 8 port menggantikan hub supaya trafik tidak lagi dikongsi dalam satu domain perlanggaran.
4. Ukuran kejayaan. Rekod garis dasar sebelum naik taraf: masa boot, masa buka spreadsheet, masa eksport video 1080p selama 5 minit. Sasarkan boot bawah 60 saat dan buka aplikasi bawah 10 saat menggunakan ujian yang sama sebelum dan selepas.
2. Seorang guru mencadangkan menaik taraf CPU kepada Core i7 dan menambah RAM kepada 16 GB tanpa menukar sistem operasi. Nilaikan cadangan ini dari segi keberkesanan kos.
Read the worked answer
Cadangan ini lemah dari segi keberkesanan kos kerana ia menyelesaikan masalah yang salah.
CPU i7 tidak membantu. Data pemantauan menunjukkan CPU digunakan kurang daripada 25% walaupun semasa boot paling perlahan. Pengecutan berlaku pada cakera, jadi CPU yang lebih pantas hanya menunggu lebih lama pada baris gilir I/O yang sama. Kos CPU i7 untuk 30 unit akan menelan hampir seluruh bajet tanpa perubahan ketara pada masa boot.
RAM 16 GB pada OS 32-bit hampir sia-sia. Windows 10 32-bit mempunyai ruang alamat 4 GB yang turut dikongsi dengan memori peranti. Menambah 12 GB lagi bermakna bayaran dibuat untuk memori yang tidak boleh dialamatkan, apalagi digunakan. Langkah wajib ialah pemasangan semula Windows 10 64-bit terlebih dahulu; selepas itu 8 GB sudah memadai untuk Python dan suntingan 1080p ringkas.
Perbandingan impak. Pada HDD, boot 4–6 minit boleh turun kepada 30–45 saat dengan SSD kerana masa capaian rawak jatuh lebih 50 kali ganda. Dengan CPU i7 sahaja, boot mungkin bertambah baik kurang 10% kerana kekangan kekal pada cakera.
Kesimpulan. Keutamaan ialah SSD, kemudian OS 64-bit, kemudian RAM 8 GB. CPU sedia ada mencukupi untuk beban kerja yang dinyatakan, dan wang selebihnya lebih baik digunakan untuk sandaran sistem.
3. Naik taraf mesti selesai dalam dua minggu cuti. Cadangkan urutan kerja dan nyatakan dua risiko utama berserta cara mengawalnya.
Read the worked answer
Urutan kerja yang dicadangkan.
- Hari 1–2: Rekod garis dasar prestasi dan inventori aset (nombor siri, lesen Windows). Uji SSD dan RAM pada satu PC perintis.
- Hari 3–5: Klon imej PC perintis ke SSD, kemudian pasang semula Windows 10 64-bit bersama pemacu dan aplikasi. Sahkan bahawa Python, pelayar dan perisian video berfungsi.
- Hari 6–9: Ulang proses pada 29 PC lain secara berkumpulan 6 unit sehari. Pasang RAM 8 GB serentak kerana kedua-dua kerja memerlukan PC dibuka.
- Hari 10–11: Ganti hub dengan switch 8 port, uji semua port dan kabel Cat6.
- Hari 12–13: Jalankan ujian penerimaan yang sama seperti garis dasar dan bandingkan keputusan.
- Hari 14: Rizab untuk PC yang gagal dan serahan dokumentasi.
Risiko 1: kehilangan data pengguna. Klon dan pemasangan semula boleh memadam fail guru. Kawalan: ambil imej disk penuh setiap PC ke pemacu luaran sebelum menyentuh cakera, dan simpan folder dokumen pengguna secara berasingan.
Risiko 2: lesen atau pemacu tidak serasi. Windows 64-bit mungkin memerlukan pemacu baharu untuk pencetak atau perisian lama, menyebabkan kelewatan. Kawalan: sahkan pemacu pada PC perintis dahulu, dan sediakan satu PC simpanan yang belum dinaik taraf supaya pengajaran tidak terhenti jika kerja tidak selesai tepat pada masanya. Tambahan pula, pastikan setiap PC diuji sebelum dihantar semula ke bilik darjah, bukan selepas cuti tamat.