Leistungsbewertung Von Rechensystemen: Mittels Analytischer Warteschlangenmodelle

ISBN-13: 9783519022794 / Niemiecki / Miękka / 1989 / 310 str.

Gunter Bolch; Hannspeter Riedel; Gunter Bolch

Opis

Ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung moderner Rechnersysteme und -netzwerke ist neben der Zuverlassigkeit und Benutzerfreundlichkeit vor allem die Leistung (Performance). Leistungsgrossen aus Anwendersieht sind z.B. die Antwortzeit und die Bearbeitungszeit bestimmter Aufgaben, aus Betreibersieht der Durchsatz und die Auslastung der einzelnen Rechnerkomponenten. Leistungsbewertung wird im wesentlichen beim Entwurf, bei der Auswahl und beim Thning von Rechensystemen durchgefuhrt: - Durch Vorhersage der Leistungsfahigkeit noch nicht bestehender Systeme kon nen neuartige Konzepte und Strukturen untersucht werden. - Durch Ermittlung der Leistung bereits vorhandener Rechenanlagen kann der Anwender die fur seine Zwecke geeignetste auswahlen. - Durch Erkennen und Beseitigen systeminterner Engpasse kann man gezielte Massnahmen zur Leistungssteigerung durchfuhren. Zur Leistungsbewertung werden Messmethoden und Modellbildungstechniken ein gesetzt. Fur die Modellbildung von Rechensystemen sind dabei Warteschlangen modelle, speziell Warteschlangennetze, die mit Hilfe analytischer Methoden oder simulativ untersucht werden konnen, besonders geeignet. Dieses Buch, das eine vollstandige Neubearbeitung des 1982 in diesem Verlag er schienenen Buches "Analyse von Rech nsystemen" ist, befasst sich mit der in ihrer Anwendung einfachsten und billigsten dieser Methoden - der analytischen Modell bildung. Messungen erfordern teure Messapparaturen oder Eingriffe ins Systempro gramm und konnen nur bei existierenden Systemen angewendet werden. Simula tionen sind sehr zeitaufwendig und damit auch teuer. Aus diesem Grund soll man immer versuchen analytische Modellbildung zur Leistungsbewertung einzuse

Spis treści

0 Einführung und Überblick.- 1 Modellerstellung.- 1.1 Konfigurationsbeschreibung.- 1.2 Lastbeschreibung.- 1.3 Modellbeschreibung.- 1.4 Modellierbarkeit realer Rechensysteme mit Warteschlangennetzen.- 1.5 Offene und geschlossene Modelle.- 1.6 Zusammenfassung.- 2 Warteschlangenmodelle von Rechensystemen.- 2.1 Wahrscheinlichkeitstheoretische Grundlagen.- 2.1.1 Zufallsvariablen.- 2.1.2 Transformationen.- 2.2 Elementare Wartesysteme.- 2.2.1 Beschreibung.- 2.2.2 Wichtige Verteilungsfunktionen.- 2.2.3 Kurzschreibweise.- 2.2.4 Leistungsgrößen.- 2.2.5 Wichtige Formeln.- 2.3 Warteschlangennetze.- 2.3.1 Offene, geschlossene und gemischte Warteschlangennetze.- 2.3.2 Formale Beschreibung von Warteschlangennetzen.- 2.3.3 Leistungsgrößen von Warteschlangennetzen.- 3 Markov-Prozesse.- 3.1 Stochastische Prozesse.- 3.2 Markov-Ketten.- 3.3 Globale Gleichgewichtsgleichungen.- 4 Numerische Analyseverfahren.- 4.1 Iterative numerische Methode.- 4.2 Direkte numerische Methode.- 4.3 Rekursive numerische Methode.- 5 Exakte Analyse von Produktformnetzen.- 5.1 Lokales Gleichgewicht.- 5.2 Produktformlösungen.- 5.2.1 Jackson-Theorem für offene Netze.- 5.2.2 Gordon/Newell-Theorem für geschlossene Netze.- 5.2.3 BCMP-Theorem.- 5.3 Effiziente Analysealgorithmen.- 5.3.1 Faltungsalgorithmus (Convolution).- 5.3.2 Mittelwertanalyse.- 5.3.3 RECAL.- 5.3.4 Parametrische Analyse und Erweiterte Parametrische Analyse.- 6 Approximative Analyse von Produktformnetzen.- 6.1 Approximationen der Mittelwertanalyse.- 6.1.1 Bard-Schweitzer-Algorithmus.- 6.1.2 SCAT-Algorithmus.- 6.2 Summationsmethode.- 6.3 Grenzwertanalyse.- 6.3.1 Asymptotische Analyse.- 6.3.2 Balanced-Job-Bound Analyse.- 7 Approximative Analyse von Nichtproduktformnetzen.- 7.1 Dekompositionsverfahren.- 7.1.1 Methode von Courtois.- 7.1.2 Methode von Marie.- 7.1.3 Methode von Kühn.- 7.1.4 Maximum-Entropie-Methode.- 7.1.5 Response-Time-Preservation.- 7.1.6 Erweiterte Summationsmethode.- 7.2 Erweiterung der Mittelwertanalyse.- 7.3 Produktformapproximationen.- 7.3.1 Diffusionsapproximation.- 7.3.2 Erweiterte-Produktform-Methode.- 8 Spezielle Probleme.- 8.1 Prioritätsnetze.- 8.2 Simultane Betriebsmittelbelegung.- 8.2.1 Modelle mit Speicherbeschränkungen.- 8.2.2 E/A-Untersystemmodelle.- 8.2.3 Methode der Stellvertreter.- 8.3 Serialisierungsverzögerungen.- 8.4 Fork-Join-Systeme.- 8.4.1 Modellierung.- 8.4.2 Analyse.- 8.5 Blockiernetze.- 8.5.1 Blockierungsarten.- 8.5.2 Produktformlösung für geschlossene Blockiernetze mit zwei Knoten.- 8.6 Kommunikation in lokalen Netzen.- 8.6.1 Analyse von Slotted Ring Systemen.- 8.6.2 Analyse des Token Rings.- 8.6.3 Analyse von CSMA/CD Verfahren.- 8.6.4 Grenzwertbestimmung.- 8.7 Performability.- 9 Operationelle Analyse.- 9.1 Operationelle Analyse eines einzelnen Knotens.- 9.1.1 Basisgrößen.- 9.1.2 Erweiterung auf mehrere Bedieneinheiten.- 9.2 Operationelle Analyse von Warteschlangennetzen.- 9.3 Vergleich mit stochastischen Methoden.- 10 Beispiele für Anwendungen in der Praxis.- 10.1 Rechenanlagen.- 10.2 Rechnerkomponenten.- 10.3 Verbindungsstrukturen und -netze.- 10.4 Modellierungswerkzeuge.- Monografien, Bücher.- Stichwortverzeichnis.