36
8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi: Različiti pristupi: Različiti pristupi: Različiti pristupi: Sistemi Sistemi masovnog masovnog opsluživanja opsluživanja (teorija teorija redovi redovi čekanja čekanja) ) – Leonard Leonard Kleinrock Kleinrock – Queueing Queueing theory theory 1 A liti A litičk dl j dl j 1. 1. Analiti Analitičko ko modelovanje modelovanje 2. 2. Simulaciono Simulaciono modelovanje modelovanje Ako su zavisnosti Ako su zavisnosti izme između nekih veličina n đu nekih veličina nelinearne elinearne i promene promene stanja stanja neregularne neregularne, , matematički matematički model modeli su jako složeni i su jako složeni ili ili ne ne daju daju rezultate rezultate simulacija simulacija ETFBeograd Performanse Računarskih Sistema 1

8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

  • Upload
    others

  • View
    18

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8 Modelovanje performansi računarskih sistema

Različiti pristupi:Različiti pristupi:Različiti pristupi:Različiti pristupi:SistemiSistemi masovnogmasovnog opsluživanjaopsluživanja ((teorijateorija redoviredovi čekanjačekanja) ) ––Leonard Leonard KleinrockKleinrock –– QueueingQueueing theorytheory11 A litiA litiččkk d l jd l j1. 1. AnalitiAnalitiččkoko modelovanjemodelovanje2. 2. SimulacionoSimulaciono modelovanjemodelovanje

Ako su zavisnosti Ako su zavisnosti izmeizmeđu nekih veličina nđu nekih veličina nelinearneelinearne ii promene promene stanja stanja neregularneneregularne, , matematičkimatematički modelmodeli su jako složeni i su jako složeni iliili ne ne dajudajurezultaterezultate ⇒⇒ simulacijasimulacija

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 1

Page 2: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Fizički model računaraFizički model računaraFizički model računaraFizički model računara

Centralniprocesor

Terminali

T1procesor

Operativna Memorija

KomunikacioniKontroler

Kontroler štampača Štampač

Disk

T2. . .

DiskKanali

KontrolerDiskova

Tn

Diskova

diskdiskdisk

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 2

Page 3: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Funkcionalni model računaraFunkcionalni model računaraFunkcionalni model računaraFunkcionalni model računaraDirect Access

Storage Device

Disciplinal ži j

Baferisanje zahteva zaBaferisanje

htOM

INPUTDASD Centralni

Procesor ŠtampačOUTPUT

Prihvatanje zahteva za obradu

opsluživanja od strane procesora

zahteva zastampanjezahteva zastampanje

T

O.S.

P1

P2ŠtampačOUTPUT

DASDobradu

Disciplinaraspoređivanja poslova

Prispeliposlovi

P3

Datafiles

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 3

files

Page 4: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Discipline raspoređi anja procesa memorij i disciplineDiscipline raspoređi anja procesa memorij i disciplineDiscipline raspoređivanja procesa u memoriju i discipline Discipline raspoređivanja procesa u memoriju i discipline opsluživanja poslova u memoriji od strane procesoraopsluživanja poslova u memoriji od strane procesora

1.1. FIFO (FCFS)FIFO (FCFS) – po redosledu dolaska2. LCFS (LIFO) – prvo poslednji3. PRIORITETNO -opsluživanje prema prioritetu - moguće3. PRIORITETNO opsluživanje prema prioritetu moguće

varijante sa i bez preuzimanja (preemption), tj.3a) prekidanje tekućeg ako pristigne neki većeg prioriteta ili3b) po završtetku pri izboru novog zahteva bira se onaj sa3b) po završtetku, pri izboru novog zahteva bira se onaj sa najvišim prioritetom

4. RSS – RandRandoom Selection m Selection Service Service - opsluživanje na slučajan način izabranog posla iz reda poslova koji čekaju

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 4

način izabranog posla iz reda poslova koji čekaju

Page 5: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Dinamički modelDinamički modelDinamički modelDinamički model

Red za čekanje S

μμ -- intenzitetintenzitet opsluživanjaopsluživanja serveraservera SS

čekanje Sλ n μ

μμλλ –– intenzitetintenzitet prispećaprispeća zahtevazahteva u redu rednn –– kapacitetkapacitet redareda ((akoako gaga nemanema podrazumeva se da je dovoljno veliki da se podrazumeva se da je dovoljno veliki da se

može smatrati beskonačnimmože smatrati beskonačnim))

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 5

Page 6: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Dinamički modelDinamički model

hold()

nasilno izbacivanje u cilju da se smanji opterećenje sistema

Dinamički modelDinamički model

Job

hold() istekao kvantum vremenaReady

stop()

X

obrađeni zahteviRed

poslovaProcesorski red PQ CP

Red za čekanjeispred stampaca Pinter

Rdq

Rd

wait()

centralni procesorGlavna memorija

Procesor QueueJob queue

Printer queue Štampač

Xd

R

DiskDisk queue

()D

DQ

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 6

Page 7: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Dinamički modelDinamički modelDinamički modelDinamički model stanja opsluživanja

zauzetRd ‐ vreme odziva diska(vreme boravka u predelu diska) 1

slobodan

p )Tqd ‐ vreme provedeno u Disk QueueXd ‐ intenzitet upućivanja (toka) iz diska kaprocesorskom redu, tj. prispeća zahteva iz diska

0slobodandiska

R‐(response time) vreme provedeno u sistemu (vreme odziva celog sistema)  

iskorišćenost U:  0≤U≤1

X‐intenzitet toka poslova(Throughput) [job/s] [trans/s]Proces se može izvršavati dok se ne završi ili mu se dodeljuje kvantum vremena po čijem isteku se poslu oduzima procesor (ili, ako je prioritetno raspoređivanje, ako dođe proces višeg prioriteta)

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 7

raspoređivanje,  ako dođe proces višeg prioriteta)

Page 8: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.1 Fizički, funkcionalni i dinamički model

Dinamički modelDinamički modelDinamički model Dinamički model

Zahtev prolazi kroz sledećih 6 stanja:

Dijagram stanja kroz koja SUBMIT

HOLD

j g j jprolazi posao u toku opsluživanja

1 red ‐ 1 server

WAITREADY

1 red ‐ 3 servera

RUN 3 reda ‐ 3 servera

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 8

COMPLETE

Page 9: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.2 Osnovne veličine i komponente

ll ččOsnovneOsnovne veveliliččineine1.1. ParametriParametri konfiguracijekonfiguracije sistena (sistena (Configuration Configuration

parametersparameters CP)CP)parameters,parameters, CP)CP)2.2. Parametri Parametri opterećenjopterećenja a sistemasistema ((WWorkloadorkload, WL, WL))3.3. PokazateljiPokazatelji performansiperformansi ((PPerformanceerformance3.3. PokazateljiPokazatelji performansiperformansi ((PPerformanceerformance

indicatorsindicators, , PI)PI)

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 9

Page 10: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.2 Osnovne veličine i komponente

OO k tk tOsnovneOsnovne komponentekomponente1.1. ParametriParametri konfiguracijekonfiguracije -- CPCP

StrukturaStruktura ((topologijatopologija) ) sistemasistema(( p g jp g j ))BrzinaBrzina opsluživanjaopsluživanja ((service timeservice time) ) pojedinapojedinaččnihnih komponentikomponenti sistemasistemaDisciplinaDisciplina opsluživanjaopsluživanja

2.2. Parametri Parametri opterećenjopterećenja a -- WLWLa a ea a e op e eće jop e eće jaaIntenzitetIntenzitet prispeprispećća a zahtevazahteva u u sistemsistem -- λλBrzinaBrzina kretanjakretanja zahtevazahteva krozkroz sistemsistemPotPotraražžnjanja zaza resursimaresursima u sistemuu sistemuPotPotraražžnjanja zaza resursimaresursima u sistemuu sistemu

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 10

Page 11: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.2 Osnovne veličine i komponente

33 PokazateljiPokazatelji performansiperformansi PIPI3.3. PokazateljiPokazatelji performansiperformansi -- PIPIiskorišćeniskorišćenjaja svihsvih resursaresursaBrojBroj poslovaposlova ((zahtevazahteva) u ) u redovimaredovima zaza čekanječekanje, odnosno u , odnosno u

i i t ii i t iservisnim centrimaservisnim centrimaVremeVreme odzivaodziva nana nivounivou pojedinapojedinaččne ne komponentekomponente ii celogcelogsistemasistema (response time)(response time) = = vremevreme čekanja+vreme opsluživanjačekanja+vreme opsluživanjaProduktivnostProduktivnost

MPI MPI –– merljivi (merljivi (measurablemeasurable) parametri performansi) parametri performansiPI PI

PMPI PMPI -- potencijalno merljivi paramtri performansipotencijalno merljivi paramtri performansi

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 11

Page 12: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.3 Opšti matematički model performansi računarskih sistema

U opštem slučaju imamo nekakvu funkciju koja povezuje ove veličineU opštem slučaju imamo nekakvu funkciju koja povezuje ove veličineU opštem slučaju imamo nekakvu funkciju koja povezuje ove veličine U opštem slučaju imamo nekakvu funkciju koja povezuje ove veličine (CP, WL i PI):(CP, WL i PI):

F(CP,WL,PI)=0 F(CP,WL,MPI,PMPI)=0F(CP,WL,PI)=0 F(CP,WL,MPI,PMPI)=0KlaseKlase problemaproblema uu modelovanjumodelovanju PRSPRS--aaKlaseKlase problemaproblema u u modelovanjumodelovanju PRSPRS aa1.1. AnalizaAnaliza postojecegpostojeceg računarskogračunarskog sistemasistema: : poznajemopoznajemo CP CP ii WLWL

trebatreba odreditiodrediti PI=PI=FFaa(CP,WL)(CP,WL) –– predikcija performansipredikcija performansi2.2. SintezaSinteza sistemasistema –– poznatopoznato je je WLWL,, a a zadajemozadajemo PIPI. . TrebaTreba pronaćipronaćipp jj ,, jj pp

strukturustrukturu ii parametreparametre računarskogračunarskog sistemasistema kojikoji cece zaza datodatoopterećenjeopterećenje datidati tratražženenee performanse:performanse: CP=FCP=Fss(WL,PI)(WL,PI)

3.3. OptimizacijaOptimizacija ((podešavanjepodešavanje) ) sistemasistema: : pronapronaććii one one parametreparametrekonfiguracijekonfiguracije CPCP takvetakve dada zaza datodato optereoptereććenjeenje odgovarajuodgovarajuććiikonfiguracijekonfiguracije CPCPoptopt takvetakve dada zaza datodato optereoptereććenjeenje odgovarajuodgovarajuććiipokazateljipokazatelji performansiperformansi budubudu boljibolji ((≥≥) ) odod pokazateljapokazatelja performansiperformansi bilobilokojekoje drugedruge konfiguracijekonfiguracije iziz skupaskupa ostvarivihostvarivih konfiguracijakonfiguracija ((ACAC) ) (allowable configuration AC) (allowable configuration AC) PIPIoptopt = = FFaa((CPCPoptopt,WL,WL) ) ≥≥ FFaa(CP,WL) , (CP,WL) , CPCP ACAC CCPP ACAC

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 12

CPCP∈∈ACAC , C, CPPoptopt∈∈ACAC

Page 13: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.3 Opšti matematički model performansi računarskih sistema

44 IzračunavanjeIzračunavanje potencijalnopotencijalno merljivihmerljivih PIPI PMPIPMPI:: poznatipoznati susu4.4. IzračunavanjeIzračunavanje potencijalnopotencijalno merljivihmerljivih PI PI -- PMPIPMPI: : poznatipoznati susuCPCP, , WLWL ii MPIMPI ii računamoračunamo PMPI=FPMPI=Fmm(CP,WL,MPI)(CP,WL,MPI)

5.5. TestiranjeTestiranje ((proveraprovera) ) konzistentnostikonzistentnosti pretpostavkipretpostavki: : sistemsistem je je sintetizovansintetizovan nana bazibazi pretpostavkipretpostavki izmerimoizmerimo merljivemerljive pokazateljepokazateljesintetizovansintetizovan nana bazibazi pretpostavkipretpostavki, , izmerimoizmerimo merljivemerljive pokazateljepokazateljeperformansiperformansi, , iziz njihnjih izvedemoizvedemo PMPI. PMPI. ZatimZatim proveravamoproveravamo dada lili se se javljajujavljaju razlikerazlike izmedjuizmedju postavljenihpostavljenih ii dobijenihdobijenih vrednostivrednosti ((akoako susuboljibolji ondaonda jeje dobrodobro)) RazlikeRazlike sese javljajujavljaju zbogzbog lošihloših pretpostavipretpostaviboljibolji ondaonda je je dobrodobro). ). RazlikeRazlike se se javljajujavljaju zbogzbog lošihloših pretpostavipretpostavi. . RačunarRačunar se se nalazinalazi izmeizmeđđu u ekonomskihekonomskih sistemasistema ii električnihelektričnih kola.kola.

6.6. AnalizaAnaliza ii karakterizacijakarakterizacija opterećenjaopterećenja: : poznatipoznati CP CP ii PI PI trazimotrazimoWL=WL=FF (CP,PI)(CP,PI) OdreOdređđujemoujemo optereoptereććenjeenje WLWL kojekoje uu poznatompoznatomWL=WL=FFww(CP,PI)(CP,PI). . OdreOdređđujemoujemo optereoptereććenjeenje WL WL kojekoje u u poznatompoznatomsistemusistemu dajedaje pretpostavljenepretpostavljene pokazateljepokazatelje performansiperformansi. . PodešavanjePodešavanje ulazaulaza u u sistemsistem..

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 13

Page 14: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.4 Komponente, koncepti i klasifikacija sistema masovnog opsluživanja SMO

OsnoveOsnove stohastickihstohastickih redovaredovaOsnoveOsnove stohastickihstohastickih redovaredovačekanjačekanjaa a –– prosečan interval vremena u prosečan interval vremena u kom dolaze novi poslovikom dolaze novi poslovi

Disciplinaopsluživanja

opslužni centar SMO

d l i odlasci kom dolaze novi poslovikom dolaze novi posloviλλ -- intenzitetintenzitet prispećaprispeća zahtevazahteva u red u red ((intenzitetintenzitet ulaznogulaznog tokatoka) ) λ λ = 1/a= 1/ass –– srednjesrednje vremevreme opsluživanjaopsluživanja

Red čekanjakapaciteta n

Sdolasci odlasci

λ  μ

s s srednjesrednje vremevreme opsluživanjaopsluživanjaμμ -- intenzitetintenzitet opsluživanjaopsluživanja –– brojbrojzahtevazahteva kojikoji u u jedinicijedinici vremenavremenaopslužiopsluži serverserver μμ = 1/s= 1/s

korisnikzahtevi za opsluživanje

obrađeni zahtevi

pp μμ //x x -- intenzitetintenzitet odlazakaodlazaka((produktivnostproduktivnost)) -- meramera kvalitetakvalitetasistemasistema

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 14

Page 15: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.4 Komponente, koncepti i klasifikacija sistema masovnog opsluživanja SMO

RedRed čekanja ima dve osnovne karakteristikečekanja ima dve osnovne karakteristikeRed Red čekanja ima dve osnovne karakteristike čekanja ima dve osnovne karakteristike kapacitetakapaciteta n n disciplina opsluživanjadisciplina opsluživanja zahtevazahteva

RedosledRedosled opsluopslužživanjaivanja: : FCFS (FIFO)FCFS (FIFO) first in, first outfirst in, first outpp jj ( )( ) ,,LCFS (LIFO) LCFS (LIFO) last in, first out; last in, first out; RSSRSS RandRandoom Selection Servicem Selection ServicePRIORITY- opsluživanje sa prioritetom, svaki zahtev nosi saPRIORITY opsluživanje sa prioritetom, svaki zahtev nosi sasobom prioritetTok zahteva: •ordinaran (prost) jedan po jedan(p ) j p j•neordinaran: u paketima ili u grupama ili rafalnoIzlazni parametar SMO sistema je x - brzina kojom zahtevinapuštaju sistem

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 15

Page 16: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.5 Označavanje (notacija) SMO

A/S/A/S/c/nc/n/a/a oblikoblik oznaoznaččavanjaavanja SMOSMO gdegde susu::A/S/A/S/c/nc/n/a /a oblikoblik oznaoznaččavanjaavanja SMO SMO gdegde susu::AA ((ArrivalArrival) ) -- raspodelaraspodela vremenavremena izmedjuizmedju prispeprispeććaa zahtevazahteva zazaopsluopslužživanjeivanje ((normalnanormalna, , GausovaGausova, …), …)-- ffunkcijaunkcija raspodeleraspodele prispećaprispećazahtevazahtevazahtevazahteva

MM eksponencijalnaeksponencijalna raspodelaraspodela vremena vremena izmeizmeđđu u prispeprispećća a zahtevazahtevaDD konstantnakonstantna raspodelaraspodela vremenavremena izmeizmeđđu u prispeprispećća a zahtevazahtevaGG opopšštata((generalnageneralna neodreneodređenađena)) raspodelaraspodela vremenavremena izmeizmeđđuuG G opopšštata((generalnageneralna, , neodreneodređenađena)) raspodelaraspodela vremena vremena izmeizmeđđu u prispeprispećća a zahtevazahteva

SS ((ServiceService) ) raspodelaraspodela vremenavremena opsluopslužživanjaivanja zahtevazahtevaMM eksponencijalneksponencijalnaa raspodelaraspodela vremevreme opsluopslužživanjaivanjaMM eksponencijalneksponencijalna a raspodelaraspodela vremevreme opsluopslužživanjaivanjaDD konstantnokonstantno vremevreme opsluopslužživanjaivanja ((svsvii posposlovilovi se se opslužujopslužujuu za za podjednako podjednako vremevreme))GG opopššttaa ((generalngeneralna) ra) raspodelaaspodela vremevremenana opsluopslužživanjaivanja

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 16

G G opopšštta a ((generalngeneralna) ra) raspodelaaspodela vremevremenana opsluopslužživanjaivanja

Page 17: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.5 Označavanje (notacija) SMO

cc ((channelschannels)) brojbroj kanalakanala opsluopslužživanjaivanja kolikokoliko serveraserveracc -- ((channelschannels) ) brojbroj kanalakanala opsluopslužživanjaivanja -- kolikokoliko serveraserveraistovremenoistovremeno opsluopslužžujeuje zahtevezahteve.. AAkoko je to je to jedanjedan server server možemože se se izostavitiizostaviti (podrazumevana vrednost je 1(podrazumevana vrednost je 1))nn kapacitetkapacitet reda čekanjareda čekanja maksimalanmaksimalan brojbroj poslovaposlova kojikoji se mose možžeenn -- kapacitet kapacitet reda čekanja reda čekanja -- maksimalanmaksimalan brojbroj poslovaposlova kojikoji se mose možže e smestitismestiti u red u red zaza ččekanjeekanje ((akoako je je ∞∞ kapacitetkapacitet redareda možemože se se izostavitiizostaviti, to je podrazumevana vrednost, to je podrazumevana vrednost))aa disciplinadisciplina opsluopslužživanjaivanja ((FCFSFCFS((FIFOFIFO)) FCLSFCLS((LIFOLIFO))a a -- disciplinadisciplina opsluopslužživanjaivanja ((FCFSFCFS((FIFOFIFO), ), FCLSFCLS((LIFOLIFO), ), PRIPRIORITY ORITY -- prioritetprioritet, , RSSRSS -- slusluččajnaajna selekcijaselekcija zaza opsluopslužživanjeivanje)). . Podrazumevana vrednost je FCFS, ako se ne naglasi drugačijePodrazumevana vrednost je FCFS, ako se ne naglasi drugačije

Primeri:Primeri:Primeri:Primeri:M/M/1M/M/1D/M/3/20D/M/3/20

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 17

Page 18: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

11 SistemSistem sasa jednimjednim serveromserverom ((jednokanalnijednokanalni))11. . SistemSistem sasa jednimjednim serveromserverom ((jednokanalnijednokanalni))

sλ                                     x 

λ [job/s][task/s] λ [job/s][task/s] -- intenzitetintenzitet prispeprispećća a zahtevazahtevas [s] s [s] -- vremevreme opsluopslužživanjaivanjaμμ = = 11/s [s/s [s¹¹ ] ] -- intenzitetintenzitet opsluopslužživanjaivanjax x -- intenzitetintenzitet kojimkojim posloviposlovi napunapušštajutaju sistemsistem

JedanJedan odod najboljihnajboljih i najlakših i najlakših pristupapristupa analizianalizi dinamidinamiččkihkih sistemasistemaj jj j jj p pp pKakoKako ninišštata nijenije oznaoznaččenoeno podrazumevamopodrazumevamo ∞∞ red red zaza ččekanjeekanje

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 18

Page 19: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

2.2. SistemSistem sasa viviššee serveraservera2. 2. SistemSistem sasa vivišše e serveraservera(vi(viššekanalniekanalni)) opsluopslužžnini centarcentar((sistemsistem masovnogmasovnog opsluopslužživanjaivanja))PosmatramoPosmatramo cc ekvivalentnihekvivalentnih

μFCFS1

PosmatramoPosmatramo c c ekvivalentnihekvivalentnihparalelnihparalelnih serveraservera ((svisvi imajuimaju istoisto μμ ))UkolikoUkoliko μμ nijenije istoisto zaza svesve servereservere, , pipiššemoemo

μ

μ

. . .

2

λ 

SpipiššemoemoRR jeje vremevreme odzivaodziva:: R=R=TTqq+s+sTTqq je je vremevreme provedenoprovedeno u u reduredu zazaččekanjeekanje

μ c

Tq                           s 

S

ččekanjeekanje R 

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 19

Page 20: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

PristupiPristupi serverimaserverima različite varijanterazličite varijante::PristupiPristupi serverimaserverima –– različite varijanterazličite varijante::a)a) pristuppristup se se uvekuvek pokupokuššavaava polazepolazeććii odod prvogprvog serveraservera pa do pa do onogonog kojikoji

je je slobodanslobodanb)b) pristupapristupa sese onomonom kanalukanalu kojikoji najdunajdužžee ččekaekab)b) pristupapristupa se se onomonom kanalukanalu kojikoji najdunajdužže e ččekaekac)c) slusluččajanajan nanaččin in pristupapristupa kanalukanalu

UravnoteUravnotežžavamoavamo iskoriiskorišćšćenostenost serveraservera

3. Kolektor (sabirnica ) Kolektor predstavlja tačku povezivanja više tačaka, tačku u kojoj se stiču zahtevi

λ1λ2

. . .

λk

λ

k

iλ = λ∑

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 20

i 1=∑

Page 21: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

4 Element4 Element zaza grananjegrananje ((razdelnikrazdelnik))4. Element 4. Element zaza grananjegrananje ((razdelnikrazdelnik))p1, p2p1, p2 deterministideterminističčkeke verovatnoverovatnoćće e odlaskaodlaska granamagranama 1 1 ii 2 2 respektivnorespektivno

p1p2

λ 1λ

λi= pi∙λ, i=1, 2,…, kp1λ1= p1∙λ

p2

pk

λ 2

λ k

pi verovatnoća grananja

k

p 1∑

λ1  p1 λ

λ2= p2∙λp

λ

ii 1

p 1=

=∑p2

p1+ p2=1

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 21

Page 22: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

55 MrezeMreze SMOSMO5. 5. MrezeMreze SMOSMOAkoAko 2 2 iliili vivišše e opsluopslužžnihnih centaracentara povepovežžemoemo dobijamodobijamomremrežžu. u. PodelaPodela mremrežža:a:

otvoreneotvoreneZatvoreneZatvorene

Druga podela:Druga podela:Druga podela:Druga podela:bez povratne spregebez povratne spregesa povratnom spregomsa povratnom spregom

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 22

Page 23: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

Otvorene mreže:Otvorene mreže:Otvorene mreže: Otvorene mreže: -- Imaju ulaznu tačku (gde dolazi ulazni tok)Imaju ulaznu tačku (gde dolazi ulazni tok)-- Imaju izlaznu tačkuImaju izlaznu tačkuImaju izlaznu tačkuImaju izlaznu tačku-- Za sistem u ravnoteži ulazni i izlazni tok su istog Za sistem u ravnoteži ulazni i izlazni tok su istog

intenzitetaintenziteta

λ_

λ_

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 23

Page 24: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.6 Tipovi SMO

Zatvorene mreže:Zatvorene mreže:Zatvorene mreže: Zatvorene mreže: -- Nemaju ulaznu ni izlaznu tačkuNemaju ulaznu ni izlaznu tačku-- Ima konstantan broj zahteva (korisnika) uIma konstantan broj zahteva (korisnika) uIma konstantan broj zahteva (korisnika) u Ima konstantan broj zahteva (korisnika) u

mreži mreži -- Stepen multiprogramiranja je konstantanStepen multiprogramiranja je konstantan

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 24

Page 25: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.7 Kvantitativna analiza osnovnih SMO računarskih sistema

11 TerminaliTerminali1.1. TerminaliTerminaliz z vreme razmišljanja terminala. vreme razmišljanja terminala. Sa porastom broja korisnika Sa porastom broja korisnika

d išlj jd išlj jz

T1

opada vreme razmišljanjaopada vreme razmišljanjaTerminal je predstaljen Terminal je predstaljen vremenom kašnjenja vremenom kašnjenja ( išlj j ) t t d( išlj j ) t t d

z

zT2

(razmišljanja), pretpostamo da (razmišljanja), pretpostamo da svaki korisnik ima svoj terminal svaki korisnik ima svoj terminal tako da ne postoji red za čekanje, tako da ne postoji red za čekanje, ni pojedinačni ni zajedničkini pojedinačni ni zajednički

z

Tn. . .

ni pojedinačni ni zajedničkini pojedinačni ni zajednički

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 25

Page 26: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.7 Kvantitativna analiza osnovnih SMO računarskih sistema

22 PaketskaPaketska (batch)(batch) obradaobrada2. 2. PaketskaPaketska (batch) (batch) obradaobradaprispeliprispeli posloviposlovi se se razvrstavajurazvrstavaju uu redoveredove zaza ččekanjeekanje popo prioritetimaprioritetima

HPQ HPQ –– high priority queuehigh priority queue -- red vired viššegeg prioritetaprioritetaMPQ  MPQ  ‐‐medium priority queuemedium priority queue ‐‐ red red srednjegsrednjeg prioritetaprioriteta

LPQ  LPQ  ‐‐ lowprioritylowpriority queuequeue ‐‐ red red niskogniskog prioritetaprioriteta

UnutarUnutar redovaredova jeje rasporeraspoređivanje po principu FCFSđivanje po principu FCFSUnutarUnutar redovaredova je je rasporeraspoređivanje po principu FCFSđivanje po principu FCFS

Zahtev iz HPQ nikad ne ide na MPQ ili LPQZahtev iz HPQ nikad ne ide na MPQ ili LPQ

FCFSHPQ

MPQ

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 26

LPQ

Page 27: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.7 Kvantitativna analiza osnovnih SMO računarskih sistema

33 ProcesorProcesor (CPU)(CPU)3.   3.   ProcesorProcesor (CPU)(CPU)

CP1tp

CP2

. . .

Proceseor queue

PQ tp

CPktp

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 27

Page 28: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.7 Kvantitativna analiza osnovnih SMO računarskih sistema

44 ProcesorProcesor4.4. ProcesorProcesor

PQ

kvantum vremena je istekao 

PQ q

AkoAko procesorprocesor svakisvaki procesproces opsluopslužžujeuje sa sa vremenskimvremenskim kvantumomkvantumomq,q, popo istekuisteku tog qtog q,, akoako se se proces proces ne ne zavrzavrššii,, vravraćća se u PQa se u PQ ((Round Round RobinRobin))))

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 28

Page 29: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.7 Kvantitativna analiza osnovnih SMO računarskih sistema

5 Diskovi5 Diskovi5. Diskovi5. Diskovi

tp1 D1

DQk

DQ1

td

td

p2

1

D2

DQpk DkDQk td

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 29

Page 30: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.7 Kvantitativna analiza osnovnih SMO računarskih sistema

66 DiskoviDiskovi sasa malimmalim DQDQ→→116.   6.   DiskoviDiskovi sasa malimmalim DQDQ→→11

td D1

tdD2

...

Skup više neekvivalentnih paralelnih servera. Ako je dužina reda

tdDk

...

p p jza čekanje diska Dq 1 (diskovi sa malim čekanjem) smanjuje sečekanje u redu (Tq 0) tj. vreme opsluživanja je kraće (malovreme čekanja na pristup disku)

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 30

Page 31: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.8 Osnovni SMO model računarskog sistema sa dijagramom prelaza stanja

nasilno izbacivanje zahteva u cilju rasterećenja sistema

d lji iDAQ

HP

MP MP

HP opsluženi poslovi

zauzet nedeljivi resurs istekao kvant vremena

CP1

CP2LP LP

Disciplinaopsluživanjamemorije

DQ1

DQ

Disciplina opsluživanja  procesora

stanja:             [HOLD]                            [READY]               [RUN]

diskovi

D1

CP2

T

T

DQ2

Disciplina opsluživanja    diskova

Disciplina opsluživanjadiskova

DAQ – Device Allocation Queue 

[WAIT]

terminaliD2

MT

MT

magnetne  trake

štampači

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 31

P

Pštampači

Page 32: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.8 Osnovni SMO model računarskog sistema sa dijagramom prelaza stanja

GrubeGrube zamenezamene::GrubeGrube zamenezamene::

1.1. Batch (Batch (paketskapaketska) ) obradaobrada((pp ))

BQ S

SS je je reprezentreprezent svihsvih opsluopslužžilacailaca zaza paketskupaketsku obraduobradu

BQBQ –– red poslova koji čekaju na paketsku obradured poslova koji čekaju na paketsku obraduBQ BQ –– red poslova koji čekaju na paketsku obradured poslova koji čekaju na paketsku obradu

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 32

Page 33: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.8 Osnovni SMO model računarskog sistema sa dijagramom prelaza stanja

22 CikliCikliččnini modelmodel paketskepaketske obradeobrade2. 2. CikliCikliččnini model model paketskepaketske obradeobrade

CP1

PQ

CPn

. . .

DQ

D1

D. . .

Dm

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 33

Page 34: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.8 Osnovni SMO model računarskog sistema sa dijagramom prelaza stanja

3 Model3 Model m ltiprogramiranjam ltiprogramiranja sasa centralnimcentralnim ser eromser erom3.  Model 3.  Model multiprogramiranjamultiprogramiranja sasa centralnimcentralnim serveromserverom

PQ

DQ

CP

1‐p1

p1

DQk

DQ1D1 p11 p1

CP ima ulogucentralnogservera

...

DQkDk pk

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 34

Page 35: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.8 Osnovni SMO model računarskog sistema sa dijagramom prelaza stanja

44 Interakti niInterakti ni sistemisistemi4.  4.  InteraktivniInteraktivni sistemisistemi

T1

PQ CP

z

z

1

Tn. . .

z

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 35

Page 36: 8 Modelovanje performansi računarskih sistemarti.etf.bg.ac.rs/rti/prs/materijali/PRS7.pdf · 8 Modelovanje performansi računarskih sistema Različiti pristupi:iti pristupi:

8.8 Osnovni SMO model računarskog sistema sa dijagramom prelaza stanja

5 Model interaktivnog sistema sa centralnim5 Model interaktivnog sistema sa centralnim5. Model interaktivnog sistema sa centralnim 5. Model interaktivnog sistema sa centralnim serveromserverom z

z

zCP

zPQ

z

z DQ1

DQk

D1

D

. . .

ETF‐Beograd Performanse Računarskih Sistema 36

Dk