Rede de Filas - Teoria das Filas e Avaliacao de Desempenho

Avaliação de desempenho de Sistemas de Informação Teoria das filas Rede de Filas II BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO Prof Sergio Nascimento sergioonascimentospsenacbr 2 Coleção de serviços e clientes Sistema que contém duas ou mais filas conectadas entre si Solicitações chegam por uma ou mais entradas trafegam de uma fila para outra e saem por uma ou mais saídas Rede de Filas 1 2 3 S1 1 2 3 ENTRADA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS FILA S2 1 2 3 FILA S3 1 2 3 FILA S4 1 2 3 SAÍDA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS FILA SERVIDOR SERVIDOR SERVIDOR 3 Admitem chegadas de solicitações externas e enviam o resultado dessas solicitações para o exterior Filas abertas 1 2 3 S1 1 2 3 ENTRADA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS SERVIDOR S2 1 2 3 FILA S3 1 2 3 SAÍDA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS FILA SERVIDOR SERVIDOR FILA CPU DISCO FILA Transações chegando Transações finalizadas Servidor de Banco de Dados 4 Não admitem entradas ou saídas de solicitações Quantidade de solicitações é constante Filas fechadas 1 2 3 S1 1 2 3 ENTRADA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS SERVIDOR S2 1 2 3 FILA S3 1 2 3 SAÍDA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS FILA SERVIDOR SERVIDOR 5 Mescla filas abertas com filas fechadas Filas mistas 1 2 3 S1 1 2 3 ENTRADA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS SERVIDOR S2 1 2 3 FILA S3 1 2 3 SAÍDA DAS REQUISIÇÕES ATENDIDAS FILA SERVIDOR SERVIDOR S4 1 2 3 FILA SERVIDOR 6 Cargas Abertas Permite que o sistema receba número ilimitado de clientes ex roteador recebendo pacotes População varia com o tempo clientes que entram no sistema devem deixar o sistema Cargas Fechadas Permite a entrada de um número limitado de clientes ex cargas interativas ou em lote Cargas em Lote Batch N indica número de clientes ativos no sistema população finita que são substituídos instantaneamente quando são servidos Cargas Interativas N indica número de clientes ativos e Z indica o think time Classificação Tipos de Classes de Cargas 7 Lei do Tempo de Resposta Interativo Sistema Interativo Possui nº fixo de clientes conectados a um sistema central para onde suas solicitações são enviadas e processadas Solicitações atendidas são devolvidas ao cliente com a resposta do processamento solicitado 8 Lei do Tempo de Resposta Interativo Sistema Interativo Depois de receber a solicitação atendida o cliente fica um tempo parado think time Cliente pensando ou escrevendo uma nova solicitação Subsistema central tem uma vazão das solicitações que foram atendidas e devolvidas ao cliente 9 Lei do Tempo de Resposta Interativo Tempo de Resposta Interativo R O tempo de resposta de um sistema interativo e igual a razão do numero de clientes no sistema pelo throughput do sistema menos o think time medio dos clientes N número total de usuários X0 throughput médio entre terminais e subsistema Z think time Tempo de residência sistema Tempo de resposta R think time Z 1 Durante o período de observação de um sistema foi percebido que 40 terminais estavam ativos A taxa de processamento do subsistema throughput foi de 6 transaçõessegundo e o think time médio foi de 3 segundos Qual o tempo médio de resposta do subsistema E do sistema interativo como um todo 367 SEGUNDOS e 067 SEGUNDOS 2Um sistema de computação interativo foi observado durante um período no qual 36 terminais estavam ativos Durante esse intervalo a taxa de processamento do subsistema foi de 4 transações por segundo e o think time médio foi de 6 segundos Qual foi o tempo médio de resposta do subsistema E do sistema interativo como um todo N 36 usuários X0 4 transaçõessegundo Z 6 segundos R N X0 Z 36 4 6 3 segundos RSISTEMA R Z 3 6 9 segundos Exercícios 3Durante o período de observação de um sistema interativo observamos os seguintes dados think time médio de 1 segundo tempo médio de resposta do sistema de 05 segundos e 20 terminais ativos Qual o throughput do subsistema e qual o tempo médio de resposta do sistema como um todo 1333 TRANSAÇÕESSEGUNDO 4Se observarmos em um sistema um tempo médio de resposta de 12 segundos e um tempo médio de resposta do subsistema de 35 segundos qual o think time médio desse sistema 85 SEGUNDOS 5Um sistema apresenta como tempo médio de resposta 5 segundos e um think time médio de 2 segundos Se o throughput do subsistema for de 1 transaçãosegundo qual é número de terminais ativos no sistema 7 TRANSAÇÕES 6Um sistema apresenta 45 terminais ativos para um tempo de resposta do subsistema é de 7 segundos e o seu throughput é de 3 solicitaçõessegundo qual o think time médio observado pelo sistema 8 SEGUNDO Exercícios 12 Tempo de resposta total do sistema desde a entrada até a saída depende do tempo de resposta de cada recurso fila e do número de visitas a cada recurso por solicitação Leis Operacionais Lei do Tempo de resposta Exemplo O sistema abaixo atende a X 5 transaçõess Leis Operacionais Lei do Tempo de resposta Foram obtidos os seguintes dados SCPU 12 msvisita VCPU 6 visitastransação SDISCO1 30 msvisita VDISCO1 1 visitastransação SDISCO2 25 msvisita VDISCO2 4 visitastransação Qual é o tempo de resposta do sistema 14 Exemplo O sistema abaixo atende a X 5 transaçõess Leis Operacionais Lei do Tempo de resposta DCPU VCPU x SCPU 6 x 0012 0072 s DDISCO1 VDISCO1 x SDISCO1 1 x 003 003 s DDISCO2 VDISCO2 x SDISCO2 4 x 0025 01 s Para calcular R do sistema precisaríamos dos Ri de cada recurso Como não temos utilizaremos a demanda de cada recurso 15 Exemplo O sistema abaixo atende a X 5 transaçõess Leis Operacionais Lei do Tempo de resposta UCPU Xo x DCPU 5 x 0072 036 36 UDISCO1 Xo x DDISCO1 5 x 003 015 15 UDISCO2 Xo x DDISCO2 5 x 01 05 50 16 Exemplo O sistema abaixo atende a X 5 transaçõess Leis Operacionais Lei do Tempo de resposta R RCPU RDISCO1 RDISCO1 RDISCO2 R DCPU DDISCO1 DDISCO2 1 UCPU 1 UDISCO1 1 UDISCO2 R 0072 003 01 011 0035 02 0345 s 1 036 1 015 1 05 17 A demanda pode ser relacionada ao throughput do sistema e à sua utilização Leis Operacionais Lei da Demanda de Serviço Di Vi x Si Xi x Ui Ui Xo Xi Xo Di Ui Xo Exemplo Um sistema de computação foi monitorado durante 60 minutos Nesse período 120 transações foram processadas e foram obtidos valores para a utilização da CPU e dos dispositivos IO Calcular a demanda de serviço para cada dispositivo 18 Leis Operacionais Lei da Demanda de Serviço Exemplo Um sistema de computação foi monitorado durante 60 minutos Nesse período 120 transações foram processadas e foram obtidos valores para a utilização da CPU e dos dispositivos IO Calcular a demanda de serviço para cada dispositivo T 60 minutos 3600 s Co 120 transações X0 C0 120 0033 solicitaçõess T 3600 19 Exercício 1 Um sistema de computação foi monitorado durante 60 minutos Nesse período 120 transações foram processadas e foram obtidos valores para a utilização da CPU e dos dispositivos IO Calcular a demanda de serviço para cada dispositivo T 3600 s C0 120 transações DCPU UCPU 08 2424 s X 0033 Ddisco1 Udisco1 02 606 s X 0033 Ddisco2 Udisco2 025 758 s X 0033 Ddisco3 Udisco3 03 91 s X 0033 20 Exercício 2 Um sistema de computação possui dois tipos de carga uma interativa e em lote O sistema tem 20 terminais ativos em média e think time médio de 15s A taxa de chegadas de solicitações da carga em lote é de 25 transações por segundo Em determinado disco i a utilização total foi de 90 e o consumo de recursos foi de 04 segundos para a carga interativa e 02 segundos para a carga em lote Qual o tempo médio de resposta da carga interativa 21 Exercício 2 Um sistema de computação possui dois tipos de carga uma interativa e outra em lote O sistema tem 20 terminais ativos em média e think time médio de 15s A taxa de chegadas de solicitações da carga em lote é de 25 transações por segundo A utilização total foi de 90 e o consumo de recursos foi de 04 segundos para a carga interativa e 02 segundos para a carga em lote Qual o tempo médio de resposta da carga interativa N 20 terminais Z 15 s λ lote 25 transaçõess Udisco i 09 Di interativa 04 s Di lote 02 s 22 Exercício 2 Um sistema de computação possui dois tipos de carga uma interativa e em lote O sistema tem 20 terminais ativos em média e think time médio de 15s A taxa de chegadas de solicitações da carga em lote é de 25 transações por segundo A utilização total foi de 90 e o consumo de recursos foi de 04 segundos para a carga interativa e 02 segundos para a carga em lote Qual o tempo médio de resposta da carga interativa R N Z 20 15 X0 interativa X0 interativa Di Ui Ui Di x Xo Xo Ui Di interativa x X0interativa Di lote x X0 lote Ui 04 x X0interativa 02 x 25 09 X0interativa 1 transaçãos R 20 15 5 s 1