Характеристики производительности и надежности кс

Показатель эффективности системы зависит от универсальности (решает широкий спектр задач с низкой эффективностью) или от специализации (узкий спектр задач с высокой эффективностью).

1. Характеристики производительности КС

• Производительность – характеристика вычислительной системы, определяющая количество вычислительной работы, выполняемой системой за единицу времени.

Различают:

1 номинальная производительность ;

2 комплексная производительность ;

3 системная производительность .

Номинальная производительность – максимально возможная производительность вычислительных устройств КС без учета потерь. Совокупность значений , определяющих быстродействия устройств , входящих в состав системы, характеризует номинальную производительность системы.

Номинальная производительность характеризует только потенциальные возможности устройств, которые не могут быть использованы полностью. Этому препятствует влияние структуры связей между устройствами на их производительность, что проявляется в изменении скорости работы одних устройств при работе других. Чтобы оценить влияние структуры системы на быстродействие устройств, используют комплексную производительность.

Комплексная производительность оценивается набором быстродействий устройств , обеспечиваемых при совместной их работе. Комплексная производительность ниже номинальной: . Чтобы оценить влияние операционной системы на производительность КС используется специальная характеристика – системная производительность.

Системная производительность определяется набором значений , загрузка определена при совместной работе комплекса технических средств под управлением ОС:

,

где - время в течение которого устройство работало; - продолжительность работы системы.

Системная производительность ниже комплексной.

На производительность наиболее существенно влияют следующие параметры:

1 число и быстродействие устройств, емкость оперативной и внешней памяти, с увеличением которых производительность может возрастать, а также структура системы и пропускная способность связей между элементами системы.

2 режим обработки задач, определяющий порядок распределения ресурсов системы между задачами, поступающими на обработку.

3 объем вводимых, выводимых и хранимых в памяти данных и число процессорных операций, необходимых для решения задачи.

Для оценки производительности систем используются наборы тестов например SPEC XX.

2. Характеристики надежности кс

   • Надежность - свойство системы выполнять возложенные на нее функции в заданных условиях функционирования с заданными показателями качества. Работоспособность системы или отдельных ее частей нарушается из-за отказов аппаратуры – выхода из строя элементов или соединений.

Проблема надежности решается за счет:

- повышение надежности элементной базы.

Интенсивность отказа [1/час].

- использование принципа реконфигурации, который имеет место в мультипроцессорной и мультикомпьютерной системах.

Реконфигурация - свойство системы автоматически изменять структуру при отказе каких-либо ее элементов.

Характеристика надежности – интенсивность отказов , определяющая среднее число отказов за единицу времени (за 1 час). Если любой отказ приводит к нарушению работоспособности систем, то , где - интенсивность отказов -го элемента или соединения.

Среднее время наработки на отказ - среднее время между двумя отказами.

Вероятность того, что за время произойдет отказ .

Время восстановления - время, затрачиваемое на восстановление работоспособности системы.

Коэффициент готовности - доля времени в течение которого система работоспособна . - доля времени, в течение которого система неработоспособна, или вероятность того, что система восстанавливается.

Надежность системы может быть повышена за счет резервирования ее элементов – дублирования, троирования и т.д.

Однако резервирование приводит к увеличению стоимости системы. Используют (рис. 2):