Avaliacao de Desempenho Sistemas de Informacao - Teoria das Filas e Redes

Avaliação de desempenho de Sistemas de Informação Teoria das filas Rede de Filas I BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Prof Sergio Nascimento sergioonascimentospsenacbr 2 Carga Única Solicitações são de um único tipo e possuem as mesmas características taxa de chegada tempo de serviço etc Múltiplas Cargas Sistema aceita diversos tipos diferentes de cargas características diferentes também Lei do Fluxo Forçado Definição de cliente depende do escopo da analise disco cliente acesso a disco Servidor cliente requisição do usuário Classificação Números de Classes de Cargas Demanda de Serviço Os requisitos de serviço em cada dispositivo podem ser especificados de duas maneiras Pelo numero de visitas que um cliente faz ao dispositivo uma vez no sistema Vi tempo de serviço por visita Si ou Demanda total por serviço do dispositivo Di Di ViSi FILA CPU DISCO FILA Transações chegando Transações finalizadas Servidor de Banco de Dados Carga de trabalho aberta w s s w Demanda de Serviço FILA CPU DISCO FILA Transações chegando Transações finalizadas Servidor de Banco de Dados Carga de trabalho aberta w s s w Espera na Fila da CPU w1 w2 w3 Espera na Fila do Disco w4 w5 Demanda de serviço na CPU s1 s2 s2 Demanda de serviço no Disco s4 s5 Tempo de Permanência Residência na CPU w1 s1 w2 s2 w3 s3 Tempo de Permanência Residência no Disco w4 s4 w5 s5 Tempo de Resposta Tempo de Permanência na CPU Tempo de Permanência no Disco Demanda de Serviço Qual a unidade usada para medir demanda de serviço Demanda de serviço aumenta em função da carga no sistema Qual a relação entre tempo de serviço e demanda de serviço Qual a relação entre tempo de resposta tempo de serviço e tempo de espera em fila Qual a relação entre tempo de permanência e o tempo de resposta Demanda de Serviço Se um job faz em media 20 visitas a um disco e requer em cada visita um tempo médio de serviço de 25 ms Calcular a demanda média e a demanda total por serviço no disco Vi 20 e Si 25 Di Vi x Si 20 25 500 ms A demanda media por serviço no disco e 05 seg Demanda total de um job por todos os recursos do sistema D Di i1 i Demanda de serviço no servidor iDi Di Tempo médio total de serviço para todas as visitas Vi taxa relativa de visitas ao servidor i número médio de visitas ao dispositivo por solicitação Si tempo médio de serviço para cada visita de uma mesma solicitação ao servidor i Taxa relativa de visitas ao servidor i Vi Ci número de transações que saem do servidor i C0 número de transações que saem do sistema Vi taxa relativa de visitas ao servidor i número médio de visitas ao dispositivo por solicitação Lei do Fluxo Forçado Ex Durante período de medição 10 requisições foram servidas e houve 150 acessos ao disco 1 Vdisco1 15010 15 acessosrequisição 8 Throughput X Xo taxa de processamento do sistema Xi taxa de processamento do servidor i C0 número de transações que saem do sistema T Intervalo de observação Vi taxa relativa de visitas ao servidor i número médio de visitas ao dispositivo por solicitação Variáveis operacionais dos sistemas de fila única continuam valendo Bi Si e Ri Xi Xo x Vi Xo Co T Os throughputs fluxos de clientes em todas as partes do sistema devem ser proporcionais umas as outras Lei do Fluxo Forçado 9 Utilização U Ui Xi x Si onde Xi Xo x Vi portanto Ui Xo x Vi x Si onde portanto Ui Xo x Di Lei do Fluxo Forçado 10 Exercícios 1 Durante um período de 10 segundos 40 solicitações foram atendidas por um sistema servidor de arquivos CPU disco Cada solicitação requer 2 acessos ao disco O tempo médio de serviço no disco é de 30 ms Qual é o Througput médio do sistema nesse período T C0 Vi Si 11 Exercícios 1 Durante um período de 10 segundos 40 solicitações foram atendidas por um sistema servidor de arquivos CPU disco Cada solicitação requer 2 acessos ao disco O tempo médio de serviço no disco é de 30 ms Qual é o Throughput médio do sistema nesse período T 10 s C0 40 solicitações Vi 2 visitassolicitação Si 30 ms 12 Exercícios 1 Durante um período de 10 segundos 40 solicitações foram atendidas por um sistema servidor de arquivos CPU disco Cada solicitação requer 2 acessos ao disco O tempo médio de serviço no disco é de 30 ms Qual é o Throughput médio do sistema nesse período T 10 s C0 40 solicitações Vi 2 visitassolicitação Si 30 ms X0 C0 40 4 solicitaçõess T 10 13 Exercícios 2 Durante um período de 10 segundos 40 solicitações foram atendidas por um sistema servidor de arquivos CPU disco Cada solicitação requer 2 acessos ao disco O tempo médio de serviço no disco é de 30 ms Qual é a Utilização média do disco nesse período T 10 s C0 40 solicitações Vi 2 visitassolicitação Si 30 ms X0 C0 40 4 solicitaçõess T 10 14 Exercícios 2 Durante um período de 10 segundos 40 solicitações foram atendidas por um sistema servidor de arquivos CPU disco Cada solicitação requer 2 acessos ao disco O tempo médio de serviço no disco é de 30 ms Qual é a Utilização média do disco nesse período T 10 s C0 40 solicitações Vi 2 visitassolicitação Si 30 ms X0 C0 40 4 solicitaçõess T 10 Xi X0 x Vi Ui Xi x Si 15 Exercícios 2 Durante um período de 10 segundos 40 solicitações foram atendidas por um sistema servidor de arquivos CPU disco Cada solicitação requer 2 acessos ao disco O tempo médio de serviço no disco é de 30 ms Qual é a Utilização média do disco nesse período T 10 s C0 40 solicitações Vi 2 visitassolicitação Si 30 ms X0 C0 40 4 solicitaçõess T 10 Xi X0 x Vi X0 x 2 4 x 2 8 solicitaçõess Ui Xi x Si Xi x 003 8 x 003 024 x 100 24 Exercícios 3 Suponha que um disco sirva em media 40 requisiçõesseg e que uma requisição típica demande 00225 segundos para ser servida pelo disco Considerando um recurso sem fila qual a utilização do disco X 40 reqs S 00225 s Exercícios 3 Suponha que um disco sirva em media 40 requisiçõesseg e que uma requisição típica demande 00225 segundos para ser servida pelo disco Considerando um recurso sem fila qual a utilização do disco População de clientes 01 N U utilização do recurso 0 x P 0 cliente 1 P 1 cliente presente Tempo de residência R S requisito tempo de serviço médio por cliente não inclui atraso na fila R S 00225 X 40 N U XS 40 x 00225 09 U 90 Exercícios 4 Suponha que para o mesmo disco do exemplo anterior foi verificado que existem em media 4 requisições para leitura pendentes Qual o tempo que uma requisição permanece na fila do disco Qual o tamanho médio da fila N requisições na fila e em serviço R tempo médio que um cliente permanece no recurso por visita tempo de fila tempo de serviço Exercícios 4 Suponha que para o mesmo disco do exemplo anterior foi verificado que existem em media 4 requisições para leitura pendentes Qual o tempo que uma requisição permanece na fila do disco Qual o tamanho médio da fila N requisições na fila e em serviço R tempo médio que um cliente permanece no recurso por visita tempo de fila tempo de serviço N 4 X 40 N RX R NX 01 segundos Lei de Little Tempo na fila R 00225 01 00225 00775 seg Tamanho da fila N U 4 09 31 Exercícios 5 Suponha que o sistema central consiga processar em media 1 requisição a cada 2 segundos e que haja em media 75 usuários submetendo requisições simultaneamente Qual o tempo de resposta médio observado por estes usuários N requisições a nível de sistema realmente clientes X taxa de requisições entre terminais e subsistema R tempo de resposta Exercícios 5 Suponha que o sistema central consiga processar em media 1 requisição a cada 2 segundos e que haja em media 75 usuários submetendo requisições simultaneamente Qual o tempo de resposta médio observado por estes usuários N requisições a nível de sistema realmente clientes X taxa de requisições entre terminais e subsistema R tempo de resposta N 75 X 12 N RX R NX 15 segundos Lei de Little Exercícios 6 Suponha que 10 usuários utilizem o sistema Estes usuários fazem processamento local por 5 segundos em media antes de submeterem requisições ao servidor central O tempo de resposta médio observado por eles e de 15 segundos Qual o throughput do sistema N numero total de usuários X taxa de interações entre terminais e subsistema Tempo de residência tempo de resposta R think time Z Exercícios 6 Suponha que 10 usuários utilizem o sistema Estes usuários fazem processamento local por 5 segundos em media antes de submeterem requisições ao servidor central O tempo de resposta médio observado por eles e de 15 segundos Qual o throughput do sistema N numero total de usuários X taxa de interações entre terminais e subsistema Tempo de residência tempo de resposta R think time Z N 10 R 15 Z 5 N XRZ X NRZ 1020 05 interaçõesseg Exercícios 7 Cada job em um sistema de processamento batch requer uma media de 6 acessos a um disco especifico A Através de medições você conclui que o disco A em questão esta servindo uma media de 12 acessos dos jobs batch a cada segundo Qual o throughput do sistema de processamento XA VA XA X0 Exercícios 7 Cada job em um sistema de processamento batch requer uma media de 6 acessos a um disco especifico A Através de medições você conclui que o disco A em questão esta servindo uma media de 12 acessos dos jobs batch a cada segundo Qual o throughput do sistema de processamento XA 12 VA 6 XA VAX0 X0 XA VA X0 126 2 jobss Exercícios 8 Sabese que um outro disco B esta servindo 18 requisições de jobs batch por segundo Quantos acessos ao disco B cada job realiza em media XB X0 Xi Vi Exercícios 8 Sabese que um outro disco B esta servindo 18 requisições de jobs batch por segundo Quantos acessos ao disco B cada job realiza em media XB 18 X0 2 Xi ViX0 Vi Xi X0 Vi 182 9 acessos