Συστήματα Αναμονής. Ενότητα 1: Εισαγωγή. Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Transcript

1 Συστήματα Αναμονής Ενότητα 1: Εισαγωγή Αγγελική Σγώρα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα του ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας και της Ανώτατης Εκκλησιαστικής Ακαδημίας Θεσσαλονίκης» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί ενότητας Σε αυτή την ενότητα πραγματοποιείται εισαγωγή στο μάθημα Συστήματα Αναμονής. 4

5 Περιεχόμενα ενότητας (1/2) Πληροφορία και συστήματα. Κατηγορίες συστημάτων. Στοιχεία συστήματος. Υπολογιστικό σύστημα. Παραδείγματα υπολογιστικών συστημάτων. Αξιολόγηση απόδοσης συστήματος. Παράδειγμα: Σύγκριση 2 συστημάτων. Συνήθη λάθη. Μία συστημική προσέγγιση. 5

6 Περιεχόμενα ενότητας (2/2) Καθορισμός στόχων και καθορισμός ορίων. Επιλογή μετρικών επίδοσης. Καταγραφή παραμέτρων. Επιλογή παραμέτρων για τη μελέτη. Επιλογή τεχνικής αξιολόγησης. Επιλογή workload. Σχεδιασμός πειραμάτων. Αναπαράσταση των αποτελεσμάτων. 6

7 Πληροφορία και συστήματα Σύστημα. Ένα σύνολο από συσχετιζόμενα στοιχεία. Εικόνα 1: Ένα σύστημα. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). 7

8 Κατηγορίες συστημάτων Πίνακας 1: Κατηγορίες συστημάτων. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). Χαρακτηριστικό Είδος Περιεχόμενο Υπαρκτό ή Αφηρημένο Τρόπο Δημιουργίας Φυσικό ή Τεχνητό Σχέση με το περιβάλλον Ανοικτό ή κλειστό Χρόνος Στατικό ή δυναμικό Συμπεριφορά Σταθερό ή απρόβλεπτο Εσωτερική Δομή Απλό ή σύνθετο Πληροφορία Κατανεμημένο ή Κεντροποιημένο Τρόπος λειτουργίας Συνεχές ή Διακριτό 8

9 Στοιχεία συστήματος Εικόνα 2: Στοιχεία συστήματος. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). 9

10 Υπολογιστικό σύστημα Υπολογιστής: Ο εκτελών ενός τη διαδικασία του υπολογισμού, π.χ. την εύρεση της τιμής μίας συνάρτησης για μία τιμή του x. Στον 20 ο αιώνα κατασκευάστηκαν αρχικά μηχανές αποτελούμενες από μηχανικά μέρη και ηλεκτρονικά στοιχεία και στη συνέχεια μόνο από ηλεκτρονικά στοιχεία για την εκτέλεση υπολογισμών. Οι μηχανές αυτές ονομάστηκαν ηλεκτρονικοί υπολογιστές (υπολογιστικά συστήματα). 10

11 Παραδείγματα υπολογιστικών συστημάτων Σύστημα Βάσεων Δεδομένων. Λειτουργικό Σύστημα. Δίκτυο Υπολογιστών. 11

12 Αξιολόγηση απόδοσης συστήματος Αξιολόγηση δεν μπορεί να γίνει μηχανικά. Απαιτεί γνώση του συστήματος. Απαιτεί επιλογή των κατάλληλων τεχνικών, μετρικών επίδοσης και επιπέδου φορτίου εργασίας. Δεν υπάρχει μία μόνο απάντηση αφού 2 αναλυτές επίδοσης για το ίδιο σύστημα μπορούν να επιλέξουν διαφορετικές μετρικές ή επίπεδα φόρτου εργασίας. Βασικός στόχος. Η γνώση τεχνικών και ο τρόπος εφαρμογής τους. 12

13 Παράδειγμα: Σύγκριση 2 συστημάτων (1/3) Δύο συστήματα, 2 επίπεδα φόρτου εργασίας, μέτρηση των συναλλαγών/second. Πίνακας 2: Σύγκριση συστημάτων. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). Σύστημα Work load 1 Work load 2 Α Β Ποιο είναι καλύτερο; 13

14 Παράδειγμα: Σύγκριση 2 συστημάτων (2/3) Δύο συστήματα, 2 επίπεδα φόρτου εργασίας, μέτρηση των συναλλαγών/second. Πίνακας 3: Αποτέλεσμα σύγκρισης συστημάτων. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). Σύστημα Work load 1 Work load 2 Average Α Β

15 Παράδειγμα: Σύγκριση 2 συστημάτων (3/3) Παίρνουμε το Β ως βάση: Πίνακας 4: Σύγκριση συστημάτων λαμβάνοντας το Β ως βάση. Πηγή: Διδάσκουσα (2015). Σύστημα Work load 1 Work load 2 Average A B

16 Συνήθη λάθη (1/3) Ακαθόριστοι στόχοι. Δεν υπάρχει κάποιο γενικό μοντέλο. Πρώτα η περιγραφή των στόχων και μετά ο σχεδιασμός των πειραμάτων. Biased Στόχοι. Το δικό μου σύστημα καλύτερο από το δικό του. Μη αντιπροσωπευτικό Workload. Το σύστημα θα πρέπει να ελέγχεται για διάφορα επίπεδα φόρτου εργασίας. Π.χ.: Μικρά ή μεγάλα σε μέγεθος πακέτα; Το σύστημα πρέπει να δοκιμαστεί και για τις δύο περιπτώσεις. 16

17 Συνήθη λάθη (2/3) Λάθος Τεχνική Αξιολόγησης. Χρήση του κατάλληλου: μοντέλου, προσομοίωσης, μέτρησης. Μα αποδεκτός Βαθμός Λεπτομέρειας. Π.χ.: Σχεδιασμός ενός δίσκου με μεγάλη λεπτομέρεια, αναλυτικό μοντέλο για ένα δρομολογητή υπό συμφόρηση με μικρή λεπτομέρεια. Να μην υπάρχει ανάλυση ευαισθησίας. Η ανάλυση δεν είναι ένα ενδεχόμενο και όχι ένα γεγονός. Χρειάζεται ο καθορισμός της ευαισθησίας των δεδομένων στις παραμέτρους. 17

18 Συνήθη λάθη (3/3) Λανθασμένη Αναπαράσταση των Αποτελεσμάτων. Ο αριθμός των γραφημάτων βοηθά στη λήψη αποφάσεων. Αποφυγή Υποθέσεων και Περιορισμών. 18

19 Μία συστημική προσέγγιση 1. Καθορισμός στόχων και καθορισμός ορίων. 2. Επιλογή Μετρικών Επίδοσης. 3. Καταγραφή παραμέτρων συστήματος και φόρτου εργασίας. 4. Επιλογή παραγόντων και τιμών. 5. Επιλογή τεχνικών αξιολόγησης. 6. Επιλογή workload. 7. Σχεδιασμός πειραμάτων. 8. Ανάλυση και διερμήνευση των αποτελεσμάτων. 9. Παρουσίαση των αποτελεσμάτων. Επανάληψη. 19

20 Καθορισμός στόχων και καθορισμός ορίων Η μέτρηση της επίδοσης ή το να δω το πώς δουλεύει είναι γενικές έννοιες. Π.χ. Στόχος η επιλογή του ISP που παρέχει τη μεγαλύτερη ρυθμαπόδοση. Ο καθορισμός του συστήματος μπορεί να εξαρτάται από τους στόχους. Π.χ: Στη μέτρηση της ταχύτητας της CPU, το σύστημα πρέπει να συμπεριλάβει CPU + cache. Π.χ.: Στη μέτρηση του χρόνου απόκρισης, το σύστημα πρέπει να συμπεριλάβει CPU + memory + + OS + workload χρήστη. 20

21 Επιλογή μετρικών επίδοσης Κριτήρια για τη σύγκριση της επίδοσης. Γενικά, σχετίζονται με την ταχύτητα, την ακρίβεια ή τη διαθεσιμότητα των υπηρεσιών του συστήματος. Π.χ.: Επίδοση ενός δικτύου. Ταχύτητα: Ρυθμαπόδοση και η καθυστέρηση. Ακρίβεια: Ρυθμός λαθών. Διαθεσιμότητα: αριθμός που στέλνονται φτάνουν. Π.χ.: Επίδοση ενός επεξεργαστή. Ταχύτητα: Χρόνος εκτέλεσης. 21

22 Καταγραφή παραμέτρων Καταγραφή όλων των παραμέτρων που επηρεάζουν την επίδοση. Παράμετροι συστήματος (υλικό και λογισμικό). Π.χ.: Τύπος CPU, Τύπος OS,. Παράμετροι Workload. Π.χ.: Αριθμός χρηστών, τύπος αιτήσεων. Η λίστα των παραμέτρων είναι δυναμική. 22

23 Επιλογή παραμέτρων για τη μελέτη Διαχωρισμός των παραμέτρων: αυτές που θα μελετηθούν και σε αυτές που δεν θα μελετηθούν. Π.χ.: Μεταβλητός CPU τύπος αλλά σταθερός τύπος OS. Σταθερό μέγεθος πακέτου αλλά μεταβλητός αριθμός συνδέσεων. Καθορισμός επιθυμητών επιπέδων σε κάθε παράγοντα. 23

24 Επιλογή τεχνικής αξιολόγησης Εξαρτάται από τον χρόνο, τους πόρους και το βαθμό ακρίβειας. Αναλυτικός Σχεδιασμός. Γρήγορος, λιγότερο ακριβής. Προσομοίωση. Medium effort, ακρίβεια μεσαίου επιπέδου. Μέτρηση. Πιο χρονοβόρα, πιο ακριβής. 24

25 Επιλογή workload Σύνολο αιτήσεων εξυπηρέτησης στο σύστημα. Εξαρτάται από την τεχνική. Ο αναλυτικός σχεδιασμός μπορεί να αναφέρεται σε πιθανότητες από διάφορες αιτήσεις. Προσομοίωση μπορεί να αναφέρεται σε ίχνη αιτήσεων από ένα πραγματικό σύστημα. Μέτρηση μπορεί να αναφέρεται σε συναλλαγές. Πρέπει να αναπαριστά τον πραγματικό κόσμο. 25

26 Σχεδιασμός πειραμάτων Θέλουμε να μεγιστοποιήσουμε αποτελέσματα με το μικρότερο κόστος. Φάση 1. Πολλοί παράγοντες, λίγα επίπεδα. Για να ελέγξουμε ποιοι παράγοντες είναι οι πιο σημαντικοί. Φάση 2. Λίγοι παράγοντες, πολλά επίπεδα. Για να ελέγξουμε την επιρροή των παραγόντων. 26

27 Αναπάρασταση των αποτελεσμάτων Σε μορφή που μπορεί εύκολα να γίνει κατανοητή. Γραφήματα. Διάχυση των αποτελεσμάτων. 27

28 Βιβλιογραφία 1. Στοχαστικές ανελίξεις, Δάρας Τρύφων Ι., Σύψας Παναγιώτης Θ., Εκδόσεις Ζήτη Πελαγία & Σια Ο.Ε. 2. Ουρές Αναμονής, Φακίνος Δημήτρης, Εκδόσεις Σ. Αθανασόπουλος & ΣΙΑ Ο.Ε. 3. Πιθανότητες, τυχαίες μεταβλητές και στοχαστικές διαδικασίες, Παπούλης Αθανάσιος, Pillai S. Unnikrishna, Εκδόσεις Α. Τζιόλα & ΥΙΟΙ Α.Ε. 28

29 Τέλος Ενότητας

30 Σημείωμα Αναφοράς Copyright ΤΕΙ Δυτικής Μακεδονίας, Αγγελική Σγώρα. «Συστήματα Αναμονής». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: URL. 30

31 Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Μη Εμπορική Χρήση Παρόμοια Διανομή 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου, για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο. που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο. που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό όφελος (π.χ. διαφημίσεις) από την προβολή του έργου σε διαδικτυακό τόπο. Ο δικαιούχος μπορεί να παρέχει στον αδειοδόχο ξεχωριστή άδεια να χρησιμοποιεί το έργο για εμπορική χρήση, εφόσον αυτό του ζητηθεί. 31

32 Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς. το Σημείωμα Αδειοδότησης. τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων. το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει). μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 32