SCHEDA INFORMATIVA
DI UNITÀ
Introduzione
Ottimizzazione
SISTEMA DI CALCOLO
Costi rilevanti
PREVISIONE
dell’effetto dei
MIGLIORAMENTI
<a>
<b>
<c>
L e attività esecutive
SISTEMA DI CALCOLO
SOTTO- ATTIVITÀ
•lettura dati
•Elaborazione/visualizzazione
•Comunicazione dei risultati
<a>
<b>
<d>
<e>
<f>
L e attività dell’esecuzione
SISTEMA DI CALCOLO
ATTIVITÀ ALTERNATE
SISTEMA DI CALCOLO
ATTIVITÀ ALTERNATE
•lettura
•elaborazione/visualizzazione
•comunicazione
<a>
PROGETTAZIONE e OTTIMIZZAZIONE
di un sistema di calcolo
La progettazione quantitativa
selezionare le sottounità cui destinare le risorse
<a> <b>
PROGETTAZIONE e OTTIMIZZAZIONE
di un sistema di calcolo
Ottimizzare le attività più comuni
selezionare le sottounità cui destinare le risorse
PROGETTAZIONE QUANTITATIVA
Miglioramenti globali più significativi
<a>
<b>
<c>
La progettazione quantitativa
INDAGINE ANALITICA
Individuazione delle
RISORSE PIÙ UTILIZZATE
OTTiMIZZAZIONE
<a>
<c>
<d>
PROGETTAZIONE e OTTIMIZZAZIONE
di un sistema di calcolo
selezionare le sottounità cui destinare le risorse
PROGETTAZIONE QUANTITATIVAMiglioramenti globali più significativi
Ottimizzare le attività più comuni
<b>
La progettazione quantitativa
ESEMPIO
NEVADA CALIFORNIA
MONTAGNE:20 ore
Ultime 200 miglia: Bici, macchina sportiva, veicolo a reazione
<a><b>
<c> <d>
<g><f>
<e>
Tempi globali
Veicolo Velocità massima inMiglia/ora
Tempo relativo all’ultimo tratto espresso in ore
Ore
A PIEDI 4 50.00 70.00
BICICLETTA 10 20.00 40.00
UTILITARIA 50 4.00 24.00
MACCHINA SPORTIVA 120 1.67 21.67
VEICOLO A REAZIONE 600 0.33 20.33
ESEMPIO
Ultimo tratto lungo 200 miglia
NEVADA CALIFORNIA
MONTAGNE: 20 ore
Ultime 200 miglia:
<b><d>
Bici, macchina sportiva, veicolo a reazione
<a><c>
Tempi globali
Veicolo Velocità massima inMiglia/ora
Tempo relativo all’ultimo tratto espresso in ore
Ore
A PIEDI 4 50.00 70.00
BICICLETTA 10 20.00 40.00
UTILITARIA 50 4.00 24.00
MACCHINA SPORTIVA 120 1.67 21.67
VEICOLO A REAZIONE 600 0.33 20.33
ESEMPIO
Ultimo tratto lungo 200 miglia
NEVADA CALIFORNIA
MONTAGNE: 20 ore
Ultime 200 miglia:
<d> <e>
Bici, macchina sportiva, veicolo a reazione
I limiti delle ottimizzazioni
Esiste un limite al miglioramento delle prestazioni globali?
Si, il limite è legato alla frazione del tempo nella quale le modalità ottimizzate possono venire
realmente impiegate
SISTEMA CON OTTIMIZZAZIONI
APPLICATE A PARTICOLARI
ATTIVITA’
<a>
<b>
<c>
Speedup
Prestazione con l’ottimizzazione
Prestazione senza l’ottimizzazioneSPEEDUP =
Tempo di esecuzione con l’ottimizzazione
Tempo di esecuzione senza l’ottimizzazione
SPEEDUP =
<a>
<b>
<c>
<d>
<e>
Legge di Amdhal
Tempo totale di esecuzione (Tv)
Attività A Attività B
F*Tv (1-F)*Tv
Attività A Attività B<b> <c>
<d>
<a>
<e>
TAottimizzato (1-F)*Tv
La legge di Amdhal
Tempo totale di esecuzione (Tn)
Attività A
Attività A
Attività B
Attività B
SPEEDUP OTTIMIZZATO =
<b>
F*Tv (1-F)*Tv
(1-F)*Tv
F*Tv
TAottimizzato
TAottimizzato
<a>
Speedup globale =
Tn = F*Tv /speedupottimizzato + (1-F)*Tv
(1-F) +(F/ speedupottimizzato)
La legge di Amdhal
Tv
Tn
1
<a>
Tempo di esecuzione
=
Tv
Tn=
(1-F)* TvTAottimizzato +
• E’ più efficace ottimizzare le modalità di funzionamento che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione
• Esiste un limite massimo al miglioramento ottenibile
OSSERVAZIONI
<a>
<b>
max Speedupglobale
LIMITE TEORICO ALLO SPEEDUP OTTENIBILE
Attività A Attività B
=
• Efficace ottimizzare le modalità di funzionamento che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione
• Esiste un limite massimo al miglioramento ottenibile
OSSERVAZIONI
(1-F)F*T
=
<a>
<c><d>
Speedup globale = (1-F) +(F/ speedupottimizzato)
1Tv
Tn=
(1-F)
1
<b>
OTTIMIZZAZIONE:
• aumento di 10 volte della velocità
• Ottimizzazione utilizzabile per il 40% del tempo
• QUALE È IL GUADAGNO COMPLESSIVO (SPEEDUPGLOBALE) CHE SI OTTIENE?
PREVISIONI
<a>
<b>
<c>
<d>
a) 400%
b) 56%
• 10 volte più veloce
• Utilizzabile per il 40% del tempo
Speedup globale =
0.6+(0.4/ 10)
Speedupottimizzato=10
F= 0.4 , (1-F) = 0.6
A LIVELLO GLOBALE SI OTTIENE UN MIGLIORAMENTO SOLO DEL 56%
= 1.56 1
PREVISIONI
<a>
<b>
<c>
<d>
<e>
Riepilogo
Ottimizzazioni
possibili solo su alcune attività
Ottimizzare solo le attività che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione
<a>
<b>
<c>
Riepilogo
Ottimizzazioni
applicate ad alcune attività
Legge di Amdhal:
Prevede l’effetto globale delle
ottimizzazioni sul sistema
Ottimizzare solo le attività che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione
LIMITE MASSIMO DI GUADAGNO CONSENTITO DALLE OTTIMIZZAZIONI
<a>
<b>
<c>
Test di autovalutazione
1) Si supponga che l’esecuzione di un programma richieda lo svolgimento di tre attività –A, B, C- che occupano rispettivamente il 10%, 80% e il 10% del tempo di esecuzione. Avendo a disposizione un budget che consente di ottimizzare, nella stessa misura, solo una delle tre modalità di funzionamento, come destinereste le vostre risorsea) Tutte sull’attività Bb) Indifferentemente A o Cc) Uniformemente fra A, B e C
2) Si supponga che il tempo di elaborazione sia così ripartito fra due sottoattività: elaborazione 40% e accesso al disco 60%. Date due possibili ottimizzazioni A e B così caratterizzate:• A modifica della sola capacità di elaborazione con speedupottimizzato = 10• B modifica del solo disco con speedupottimizzato = 4
Quale affermazione è corretta?a) A è più vantaggiosa, ovvero porta ad uno speedup globale più elevato di Bb) B è più vantaggiosa, ovvero porta ad uno speedup globale più elevato di Ac) È preferibile lasciare il sistema invariatod) Le due soluzioni A e B sono equivalenti
Test di autovalutazione
Dato un sistema partizionabile in due sottoattività A e B, che impiegano rispettivamente il 20% e l’80% del tempo di esecuzione, quale è il limite teorico dello speedup globale che si può raggiungere ottimizzando solo l’attività B?a) Speedupglobale=80%
b) Speedupglobale=1/0.2=5
c) Speedupglobale=1/0.8=1.25
• In un sistema la CPU è usata per il 50% del tempo e il rimanente è destinato ad attese per operazioni di I/O.
• Si supponga di potere aumentare la velocità della CPU di un fattore 5 (senza influenzare I/O) con un costo 5 volte superiore. Se la CPU è un terzo del costo totale di un computer, dal punto di vista del rapporto costo/prestazioni è un buon investimento aumentare di 5 volte la velocità della CPU?
Approfondimento: costo/prestazioni
Analisi delle alternative
0.5 +
1
0.55
F/SUott
Speeupglobale= = 1.67
Incremento di costo =23
* 1 +
13
* 5 = 2.33
COSTO DEL RESTO DEL COMPUTER COSTO DELLA CPU
INCREMENTO (NULLO) DI COSTO
Incremento di costo
1-F
L’incremento globale del costo (2.33) è superiore all’incremento delle prestazioni (1.67). La modifica non migliora pertanto il rapporto costo-prestazioni