Ь. Производительность как вид эффективности вычислительных систем

Под эффективностью всяко системы понимается соответствие системы своему назначению или соответствие поведения нкционирования) системы, обеспечивающее достижение пели, для которо она применяется. Примерами видов эффективности являются: производительность, надежность, отказоустойчивость. Также используют: габариты, массу, потребляемую мощность, диапазон рабочих температур и т.д.

Проблемы, связанные с оценками и анализом эффективности вычислительных систем, относят к области теории вычислительных систем. Теорию вычислительных систем можно определить как раздел информатики, исследующий математическими методами поведение вычислительных систем с целью прогнозирования их эффективности, создания методов анализа, проектирования и эксплуатации вычислительных комплексов, систем и сете. Предметом этой теории являются характеристики поведения вычислительных систем. Эти характеристики зависят от разных параметров вычислительных систем, например, таких как: структура физическо среды, вид доступа к системе, поддерживаемый логической средой: состав рабочей нагрузки и т.п.

Производительность - вид эффективности вычислительно системы, определяющий ее вычислительную мощность через количество вычислительных услуг, обеспечиваемых системо в единицу времени. При этом услугой может быть выполнение машинно команды (производительность - это количество команд, выполняемых системо в единицу времени), объем информации (измеренны в байтах который система способна перекачать за определенный промежуток времени со своего входа на выход), время использования процессора или внешнего устройства программо пользователя (производительность - это загруженность физическо среды программами пользователей).

Производительность как вид эффективности часто рассматривается с двух разных позиций:

• эффективность системы для конкретного применения (иными словами, внешняя или потребительская эффективность);

• внутренняя эффективность системы, т.е. насколько экономно система использует имеющиеся у нее ресурсы (например, каковы накладные расходы на работу системы и т.д.).

Внешнюю производительность можно подразделить на пропускную способность и время отклика. В зависимости от уровня рассмотрения системы выделяют три вида производительности: техническую, комплексную и системную.

Техническая производительность устройства - это количество операций, которое это устройство способно выполнить в единицу времени. Техническую производительность можно задать таблице (либо вектором), указав перечень операций, которые способно выполнять данное устройство, и время, необходимое ему для их выполнения. Совокупность технических производительносте устройств, входящих в состав системы, называют технической производительностью вычислительной системы. Техническая производительность характеризует лишь потенциальные возможности устройства, которые на самом деле не могут быть использованы полностью. Так происходит потому, что структура связи между устройствами в системе индуцирует взаимное влияние технических производительностей устройств. Например, суммарная производительность процессоров, работающих с общим полем оперативной памяти, ограничена пропускно способностью канала связи с этим полем памяти.

Комплексная производительность показывает, какая часть от технической производительности каждого устройства может быть использована при их совместно работе, при условии максимально загрузки, т.е. сбалансированность технических производительносте устройств. Комплексная производительность необходима для определения влияния структуры связи на техническую производительность системы в целом.

Производительность совместно работающих устройств зависит не только от структуры связи между устройствами, технических производительностей отдельных устройств, но и, в определяюще степени, от динамики вычислительного процесса, порождаемого программо. Программа пользователя определяет загрузку компонент вычислительной системы, так как в процессе работы генерирует запросы на выполнение действий данными компонентами. Поведение программы - это временно процесс загрузки компонент вычислительной системы, порождаемый программой.

Производительность, проявляемую вычислительной системо при совместно работе прикладно программы, программного обеспечения данно вычислительно системы и ее аппаратуры называется системно производительностью. Системная производительность зависит от каждого из трех основных компонентов вычислительно системы: рабоче нагрузки, а также физическо и логическо сред. От программы зависит сам факт появления запроса, порядок поступления и количественные характеристики запросов. Скорость удовлетворения запросов, арбитраж конфликтов, если есть несколько конкурирующих заявок, определяются логической и физическо средами вычислительной системы: техническо производительностью устройств, их сбалансированностью, структурой связи между устройствами, методами и средствами распределения ресурсов в системе. Таким образом, именно системная производительность дает полную характеристику вычислительной системе как комплекса программных и аппаратных средств.

Системная производительность может быть полностью определена временной диаграммо загрузки устройств вычислительной системы. Таким образом, задача получения адекватной оценки системной производительности сводится к задаче получения точно временно диаграммы загрузки устройств вычислительной системы при выполнении заданной программы или набора программ. Из диаграммы загрузки для каждого устройства может быть определено процентное отношение времени его загрузки действиями прикладно программы и действиями логическо среды.