APUNTES DE DISEÑO Y EVALUACION DE CONFIGURACIONES

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1 APUNTES DE DISEÑO Y EVALUACION DE CONFIGURACIONES Asignatura Optativa de 3 er Curso (2º cuatrimestre) Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas U.N.E.D mayo 2003

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3 Prefacio Estos apuntes son un resumen del libro Evaluación y explotación de sistemas informáticos. Puigianer, R.; Serrano, J. J. y Rubio, A., Ed. Síntesis. Madrid, 1995 libro recomendado para el estudio de la asignatura optativa Diseño y Evaluación de Configuraciones que se imparte en el 3 er Curso (2º Cuatrimestre) de la Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas. Indicar que la sección 3.5 de estos apuntes también es materia de examen, a pesar de que la reducción de grafos de carga no se explica en el libro recomendado de la asignatura. Esperamos que estos apuntes le sirvan de ayuda en el estudio de la asignatura, sin otro particular reciba un afectuoso saludo. El equipo docente de la asignatura

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5 INDICE TEMA 1: INTRODUCCION 1.1 EVALUACION DEL RENDIMIENTO DE UN SISTEMA INFORMATICO NECESIDAD DE LA EVALUACION DE LAS PRESTACIONES MAGNITUDES QUE SE DEBEN MEDIR Variables externas o perceptibles por el usuario Variables internas o del sistema Otras magnitudes relativas al comportamiento MAGNITUDES QUE CARACTERIZAN LA CARGA Magnitudes que caracterizan cada componente de la carga Magnitudes que caracterizan el conjunto de la carga Magnitudes que caracterizan las cargas conversacionales MAGNITUDES PARA CONTROLAR EL COMPORTAMIENTO SISTEMAS DE REFERENCIA Sistema por lotes o batch Sistema transaccional Sistema interactivo o por demanda TECNICAS DE EVALUACION DE UN SISTEMA INFORMATICO...10 TEMA 2: TECNICAS DE MEDIDA Y DE PRESENTACION DE LOS RESULTADOS 2.1 HERRAMIENTAS DE MEDIDA MONITORES Introducción Características CONCEPTOS DE MEDIDA Detección de acontecimientos Muestreo ESTRUCTURA DEL MONITOR CLASIFICACION DE LOS MONITORES Monitores software...20

6 Indice Monitores hardware Monitores híbridos Comparación entre monitores Monitores de ejecución de programas Monitor de contabilidad PRESENTACIÓN DE LOS RESULTADOS Tipos de variables Diagramas de Gantt Gráficos de Kiviat MONITORES DE REDES DE AREA LOCAL (LAN) Tipos de monitores de LAN...41 TEMA 3: CARACTERIZACION DE LA CARGA 3.1 INTRODUCCION REPRESENTATIVIDAD DE UN MODELO DE CARGA Representatividad a nivel físico Representatividad a nivel virtual Representatividad a nivel funcional Representatividad a nivel de comportamiento CARGAS DE TEST O DE PRUEBA Cargas de test reales Cargas de test sintéticas o reducidas Cargas de test artificiales ejecutables Cargas de test artificiales no ejecutables TECNICAS DE IMPLANTACION DE LOS MODELOS DE LA CARGA Fase de especificación Fase de construcción Fase de validación ESTIMACION DE LA CARGA DE NUEVAS APLICACIONES Modelo de grafos para nuevas aplicaciones Simplificación de grafos de carga...64 TEMA 4: INTRODUCCION A LAS TECNICAS ANALITICAS: ANALISIS OPERACIONAL 4.1 INTRODUCCION ESTACION DE SERVICIO: VARIABLES OPERACIONALES Variables operacionales en una estación de servicio...73

7 Indice 4.3 REDES DE COLAS Redes cerradas Redes abiertas (Sistema transaccional) Redes mixtas Resumen comparativo Medidas operacionales en redes LEYES OPERACIONALES Ley del flujo de salida Ley de la utilización Ley del equilibrio del flujo de trabajos Ley de Little Ley del flujo forzado...87 TEMA 5: ANALISIS DE LOS CUELLOS DE BOTELLA 5.1 INTRODUCCION DETECCION Y ELIMINACION DE CUELLOS DE BOTELLA ANALISIS DE LOS CUELLOS DE BOTELLA Carga transaccional Carga batch o conversacional TEMA 6: SELECCIÓN Y CONFIGURACION DE COMPUTADORES: BENCHMARKING 6.1 INTRODUCCION DEFINICIONES Y NECESIDAD DE LOS BENCHMARKS FACTORES QUE INFLUYEN EN EL BENCHMARKING ERRORES COMUNES EN EL BENCHMARKING BENCHMARKING GAMES DESCRIPCION DE ALGUNOS BENCHMARKS Programas LINPACK DHRYSTONE WHETSTONE UNIDADES UTILIZADAS EN BENCHMARKING UN EJEMPLO DE BENCHMARK: PCW...129

8 Indice TEMA 7: MEJORA DE LAS PRESTACIONES DE UN SISTEMA: SINTONIZACION 7.1 INTRODUCCION DEFINICION DE OBJETIVOS CARACTERIZACION DE LA CARGA SELECCION DE LA INSTRUMENTACION Hardware Software Carga DISEÑO Y PLANIFICACIÓN DE LA SESIÓN DE MEDIDA VALIDACION ESTUDIOS DE SINTONIZACION Equilibrar un sistema multiprogramado Sintonización de un sistema interactivo

9 Tema 1 INTRODUCCION 1.1 EVALUACION DEL RENDIMIENTO DE UN SISTEMA INFORMATICO Se define evaluación del rendimiento de un sistema informático como la medida de como un software determinado está utilizando el hardware con una determinada carga del sistema. Por ejemplo, para un computador se entiende por carga del sistema a una determinada combinación de programas. La mayor dificultad que tiene la evaluación de las prestaciones de un sistema informático se atribuye al hecho de que la carga real de un sistema informático cambia continuamente lo que impide poder repetir la medida al no ser que se trabaje en un entorno controlado de carga. Todas las actividades que forman parte del estudio del comportamiento de un sistema se denominan de evaluación de sus prestaciones. 1.2 NECESIDAD DE LA EVALUACION DE LAS PRESTACIONES La necesidad de evaluar las prestaciones de un sistema informático ha surgido como una consecuencia natural del aumento de la potencia y de la complejidad de los sistemas. Esta evaluación no es una tarea sencilla, ya que ha de tener en cuenta muchos y variados aspectos del hardware, del software y de las aplicaciones que se han de llevar a cabo en el sistema informático. La evaluación de un sistema informático sirve para: Comprobar que el funcionamiento del sistema es el correcto. Detección y eliminación de los denominados cuellos de botella. 1

10 TEMA 1: Introducción Influir en las decisiones de diseño, implantación, compra y modificación de los sistemas informáticos. Es decir en todas las etapas de su ciclo de vida. Comparar un cierto número de diseños alternativos del sistema (diseñador de sistemas). Análisis del sistema más adecuado para ejecutar un determinado número de aplicaciones (administrador de sistemas). Planificación de la capacidad, es decir, predicción del comportamiento del sistema con nuevas cargas. Por lo tanto es necesario evaluar un sistema informático cuando se quiere: Diseñar una máquina. Diseñar un sistema informático. Seleccionar y configurar un sistema informático. Planificar la capacidad de un sistema informático. Sintonizar o ajustar un sistema informático. Caracterizar y predecir la carga. El comportamiento de un sistema es muy dependiente de la carga aplicada al mismo. Debido al crecimiento vegetativo de la carga de un sistema informático se produce una disminución de las prestaciones del mismo. Para evitar esta disminución es necesario ajustar o cambiar algunos de los parámetros del sistema operativo. En ciertos casos si el sistema no se puede cambiar hay que intentar mejorar el comportamiento mediante la modificación de la carga (programas). 1.3 MAGNITUDES QUE SE DEBEN MEDIR Para evaluar el comportamiento de un sistema es necesario disponer de una serie de medidas cuantitativas o parámetros que: 1) Caracterizan el comportamiento tanto del hardware como del software del computador. 2

11 Diseño y evaluación de configuraciones 2) Hacen referencia a cómo el usuario (visión externa) y el responsable del sistema (visión interna) ven su comportamiento. Estas magnitudes o parámetros están relacionadas con tres tipos de medidas correspondientes a: Consumo de tiempos. Utilización de recursos o dispositivos. Trabajo realizado por el sistema o componentes del mismo Variables externas o perceptibles por el usuario. Productividad (Throughput), es la cantidad de trabajo útil ejecutado por unidad de tiempo 1 (u.t.) en un entorno de carga determinado. Normalmente se mide en (trabajos/hora) o en (transacciones/segundo). Capacidad, es la máxima cantidad de trabajo útil que se puede realizar por u.t. en un entorno de carga determinado. Tiempo de respuesta, es el tiempo transcurrido entre la entrega de un trabajo o una transacción al sistema y la recepción del resultado o la respuesta Variables internas o del sistema Factor de utilización de un componente, es el porcentaje de tiempo durante el cual un componente del sistema informático (CPU, dispositivo de E/S, canal, etc.) ha sido realmente usado. Solapamiento de componentes, es el porcentaje de tiempo durante el cual dos o más componentes del sistema han sido utilizados simultáneamente. Overhead, es el porcentaje de tiempo que los distintos dispositivos del sistema (CPU, disco, memoria, etc) han sido utilizados en tareas del sistema no directamente imputables a ninguno de los trabajos en curso. 1 Por unidad de tiempo u.t. se puede entender µs, ms, s u hora. 3

12 TEMA 1: Introducción Factor de carga de multiprogramación, es la relación entre el tiempo de respuesta de un trabajo en un determinado entorno de multiprogramación y su tiempo de respuesta en monoprogramación. Factor de ganancia de multiprogramación, es la relación entre el tiempo total necesario para ejecutar un conjunto de programas secuencialmente en monoprogramación y en multiprogramación. Frecuencia de fallo de página, es el número de fallos de página que se producen por unidad de tiempo en un sistema de memoria virtual paginada. Frecuencia de swapping, es el número de programas expulsados de memoria por unidad de tiempo a causa de falta de espacio o con el fin de permitir su reorganización para recuperar espacio en ella o para disminuir la paginación Otras magnitudes relativas al comportamiento Fiabilidad es una función del tiempo definida como la probabilidad que el sistema trabaje correctamente a lo largo de un intervalo de tiempo dado. Se mide por la probabilidad de fallos por unidad de tiempo, o por el tiempo medio entre fallos. Disponibilidad, es una función del tiempo definida como la probabilidad que el sistema esté trabajando correctamente y por lo tanto se encuentre disponible para realizar sus funciones en el instante considerado t. Seguridad, es la probabilidad que el sistema esté realizando correctamente sus funciones o parado de forma tal que no perturbe el funcionamiento de otros sistemas ni comprometa la seguridad de las personas relacionadas con él. Performabilidad, es una función del tiempo definida como la probabilidad que las prestaciones del sistema estén por encima de un cierto nivel en un instante determinado. Mantenibilidad, es la probabilidad que un sistema averiado pueda ser reparado y devuelto al estado operacional dentro de un periodo de tiempo determinado. 4

13 Diseño y evaluación de configuraciones 1.4 MAGNITUDES QUE CARACTERIZAN LA CARGA Se denomina carga de prueba a la carga usada en el estudio de las prestaciones de un sistema informático. Se distinguen dos tipos de carga: Carga real, se observa en un sistema durante su funcionamiento normal. Su principal inconveniente es que no permite repeticiones para eliminar los errores de medición, por lo que es difícilmente utilizable como carga de prueba. Carga sintética esta constituida por un conjunto de programas extraídos o no de la carga real del sistema informático que la reproduce de forma compacta. Puede utilizarse repetidamente y puede modificarse sin afectar a la operatividad del sistema. En muchos sistemas la evaluación se suele realizar en un sistema distinto (pero equivalente) al real, es decir, creándose dos sistemas paralelos Magnitudes que caracterizan cada componente de la carga. Tiempo de CPU por trabajo, es el tiempo total de CPU necesario para ejecutar un trabajo (programa, transacción, etc) en un sistema determinado. Es una función directa del número de instrucciones que se ejecutan para realizar ese trabajo, del volumen de datos procesados y de la velocidad del procesador. Número de operaciones de E/S por trabajo, es el número total de operaciones de E/S que requiere la ejecución de un trabajo. Características de las operaciones de E/S por trabajo, hacen referencia al soporte (cinta, disco, etc.) y, en el caso de discos, a la posición que ocupa el archivo sobre el que se efectúan. Prioridad, es la que el usuario asigna a cada uno de los trabajos que procesa el sistema. Memoria, es la que requiere ocupar, para su ejecución, un trabajo determinado. Puede ser constante o variable. Localidad de las referencias, es el tiempo en que todas las referencias hechas por un trabajo permanecen dentro de una página (segmento) o conjunto de páginas (segmentos). 5

14 TEMA 1: Introducción Magnitudes que caracterizan el conjunto de la carga. Tiempo entre llegadas, es el tiempo entre dos requerimientos sucesivos para un servicio (ejecución de un trabajo o transacción) del sistema. Frecuencia de llegada, es el número medio de llegadas de nuevas peticiones de ejecución que se producen por unidad de tiempo. Es la inversa del tiempo entre llegadas. Distribución de trabajos, define la proporción existente entre las ejecuciones de los distintos trabajos que constituyen la carga Magnitudes que caracterizan las cargas conversacionales Tiempo de reflexión del usuario, es el tiempo que el usuario de un terminal de un sistema interactivo necesita para generar una nueva petición al sistema (tiempo de leer la respuesta previa, de pensar en la nueva acción que se vaya a formar y de teclearla). Número de usuarios simultáneos, es el número de usuarios interactivos que trabajan simultáneamente sobre el sistema en un instante dado. Intensidad del usuario, es la relación entre el tiempo de respuesta de una petición y el tiempo de reflexión del usuario. 1.5 MAGNITUDES PARA CONTROLAR EL COMPORTAMIENTO Algunas de las modificaciones que se pueden introducir en un sistema para mejorar su comportamiento son: Ajuste de los parámetros del sistema operativo Tamaño del quantum, es la cantidad de tiempo de uso ininterrumpido de la CPU que un sistema de tiempo compartido asigna a los diferentes trabajos. Si el quantum es demasiado grande se favorece a los trabajos con mucho uso de la CPU, mientras que si es demasiado pequeño se puede introducir un overhead importante debido a los continuos cambios de contexto de un programa a otro cada vez que se agota el quantum. 6

15 Diseño y evaluación de configuraciones Prioridad interna, es el nivel inicial de prioridad interna que recibe un programa en función de la prioridad externa asignada. Factor de multiprogramación, es el número máximo de trabajos que están simultáneamente en memoria principal y, por lo tanto, que tienen opción a utilizar la CPU y los demás recursos activos del sistema. Cuanto mayor sea este valor tanto mejor será el aprovechamiento de todos los recursos del sistema, aunque también aumentará el overhead. Tamaño de la partición de memoria, es la cantidad fija de memoria principal asignada a una cola de trabajos. Tamaño de la ventana, es el intervalo de tiempo durante el cual el sistema toma medidas para determinar el conjunto de trabajo de un programa en un entorno de memoria virtual paginada que use esa política. Máxima frecuencia de fallo de página, es el valor de la frecuencia de fallo de pagina por encima del cual se produce un excesivo overhead. A partir de este valor de frecuencia se efectúa la suspensión o swapping de alguno de los trabajos en curso. Número máximo de usuarios simultáneos Modificación de las políticas de gestión del sistema operativo, como por ejemplo cambiar las prioridades de las diferentes tipos de tareas. Equilibrado de la distribución de cargas, se pretende utilizar de la forma más uniforme posible todos los dispositivos del sistema informático. Cuando el uso de los mismos está desequilibrado se deben disponer los cambios necesarios para lograr el equilibrio deseado. Este tipo de corrección acostumbra, en muchos casos, a proporcionar mejoras espectaculares en el comportamiento del sistema. Sustitución o ampliación de los componentes del sistema, cuando los métodos anteriores no funcionan se debe modificar la configuración del sistema, bien sea sustituyendo determinados elementos por otros de mayor capacidad o rapidez, o bien sea por aumento del número de dispositivos que constituyen la configuración del sistema. Es importante darse cuenta de que la ampliación de la configuración debe hacerse de tal forma que se despeje el posible cuello de botella que se pueda 7

16 TEMA 1: Introducción haber detectado, ya que de lo contrario el comportamiento conjunto del sistema ampliado no variará de forma significativa. Modificación de los programas, de tal forma que su ejecución promedio requiera de menos recursos. Esto se puede conseguir bien mediante recodificación de los caminos del programa recorridos con mayor asiduidad, o bien por un montaje que agrupe en la misma página o segmento aquellos módulos del programa que deben coexistir en memoria para la ejecución del programa, etc. Hay que destacar que este método provoca la modificación de la carga del sistema, normalmente se considera la carga como un dato del problema que no se puede modificar. 1.6 SISTEMAS DE REFERENCIA Se distinguen tres tipos de sistemas de referencia o tipos de funcionamiento de un sistema informático a la hora del estudio de las prestaciones y su evaluación: Sistema por lotes (batch). Sistema transaccional. Sistema interactivo o por demanda Sistema por lotes o batch Básicamente consiste en que el computador ejecuta una serie de programas que previamente el responsable del sistema deja almacenados en memoria, es dicha persona quién decide los trabajos que deben estar en ejecución en cada instante. Por lo tanto la planificación interna del sistema operativo está ayudada por la externa humana. Estos trabajos realizan ciclos de uso de la CPU y de los discos de forma continua hasta que finalizan. Algunos índices de las prestaciones de estos sistemas son los siguientes: Tiempo de respuesta (Turnaround time), es el tiempo que transcurre desde que se lanza la ejecución de un trabajo hasta que se termina. 8

17 Diseño y evaluación de configuraciones Productividad medida en trabajos por u.t Sistema transaccional Un sistema transaccional es aquél en que un conjunto de terminales remotos conectados al sistema interaccionan con un conjunto determinado de programas, cada una de las interacciones constituye lo que se denomina una transacción. Ejemplos: el sistema informático de un banco, o de reserva de billetes o el que recibe medidas de un satélite. En sistemas de este tipo, el sistema de planificación interna del sistema operativo ha de ser capaz de gestionar las peticiones que le llegan al sistema no estando ayudado en forma alguna por la planificación humana externa ya que desde cada terminal se tiene la sensación de ser el dueño absoluto del sistema y se tiene la posibilidad de lanzar cualquier transacción en cualquier instante. Un sistema de este tipo queda definido por el flujo de transacciones que le llega, siendo su índice de prestaciones característico el tiempo de respuesta t r t r = t ra + t en + t ro Donde: t ra es el tiempo de reacción, que se define como el tiempo que transcurre desde que la transacción llega al sistema hasta que comienza su ejecución. t en es el tiempo de ejecución, que se define como el tiempo que transcurre desde que el sistema comienza la ejecución de la transacción hasta que termina. t ro es el tiempo de retorno, que se define como el tiempo que transcurre desde que finaliza la ejecución hasta que, eventualmente, se completa la respuesta hacia el usuario Sistema interactivo o por demanda Un sistema interactivo es aquél en que los usuarios acceden a él desde terminales remotos teniendo acceso a la totalidad del sistema operativo. En estos sistemas, un usuario 9

18 TEMA 1: Introducción desde un terminal, da una orden al terminal que pasa a procesarse por el conjunto CPU+discos y transcurrido un cierto tiempo produce una respuesta en el terminal. Se trabajará de modo interactivo de acuerdo con el siguiente ciclo: ORDEN RESPUESTA ORDEN RESPUESTA ORDEN RESPUESTA... En estos sistemas no existe planificación humana que ayude a la planificación del sistema operativo, además queda definido por los siguientes índices: Número de usuarios que tiene conectados. Tiempo de reflexión de los usuarios, es el tiempo que transcurre desde que el usuario recibe la respuesta y envía otra nueva orden. Además los índices de prestaciones característicos son: el tiempo de respuesta y la productividad, medida esta última en peticiones por u.t. 1.7 TECNICAS DE EVALUACION DE UN SISTEMA INFORMATICO Se denominan técnicas de evaluación a los métodos y herramientas que permiten obtener los índices de prestaciones de un sistema que está ejecutando una carga dada con unos valores determinados de parámetros del sistema. Se distinguen tres tipos de técnicas: Monitorización. Los monitores son unas herramientas de medición que permiten seguir el comportamiento de los principales elementos de un sistema informático cuando éste se haya sometido a una carga de trabajo determinada. Estas herramientas hacen un seguimiento de lo que sucede en el sistema, es lo que se denomina como monitorización. Modelado. Es la herramienta que hay que utilizar cuando se trata de evaluar el comportamiento de un sistema en el que hay algún elemento que no está instalado. El modelado se puede realizar de dos formas: Métodos analíticos que proporcionan las teorías de colas. Se basan en la resolución mediante algoritmos aproximados de las ecuaciones matemáticas que representan el equilibrio existente en los eventos que se producen en el sistema. Su principal 10

19 Diseño y evaluación de configuraciones inconveniente es la limitación para tratar determinadas estructuras de colas que existen en los sistemas informáticos. Simulación. Consiste en la construcción de un programa que reproduce el comportamiento temporal del sistema, basándose en sus estados y sus transiciones. Los resultados se obtienen por extracción de estadísticas del comportamiento simulado del sistema. Requieren de más tiempo de cálculo y esfuerzo de puesta a punto que los métodos analíticos. La principal dificultad del modelado reside en la obtención de datos lo suficientemente precisos para ejecutar el modelo y obtener resultados con un grado de aproximación adecuado. Benchmarking. Se trata de un método bastante frecuente de comparar sistemas informáticos frente a una carga característica de una instalación concreta. La comparación se realiza básicamente a partir del tiempo de ejecución. Las principales dificultades que plantea este método están relacionadas con la utilización de una carga que sea lo suficientemente reducida para ser manejable y lo suficientemente extensa para ser representativa. 11

20 TEMA 1: Introducción 12

21 Tema 2 TECNICAS DE MEDIDA Y DE PRESENTACION DE LOS RESULTADOS 2.1 HERRAMIENTAS DE MEDIDA MONITORES Como se ha visto en el primer tema, una de las tareas más importantes en el proceso de evaluación y/o diseño de un sistema informático es la obtención de datos que representen al sistema (actual y futuro). Para ello se hace necesario el uso de herramientas de medida denominadas monitores Introducción Un monitor es una herramienta utilizada para observar la actividad de un sistema informático mientras es utilizado por los usuarios y para cuantificar los resultados de dicha observación. En general, los monitores observan el comportamiento del sistema, recogen datos estadísticos de la ejecución de los programas, analizan los datos recogidos y presentan los resultados. Se define monitorización como el seguimiento de la actividad realizada por un sistema informático. Se ha de tener en cuenta, que en informática, puesto que no es posible repetir las mismas condiciones de carga en los mismos instantes el resultado de una medición será distinto unas veces de otras, es decir, no se da la repetibilidad de la medida. La información aportada por el monitor puede ser útil para: El usuario y el administrador, ya que les permite conocer toda una serie de características del sistema (capacidad, posibilidad de ampliación, planificación, etc.). El propio sistema, para la realización de la adaptación dinámica de la carga. 13

22 TEMA 2: Técnicas de medida y de presentación de los resultados Características Se distinguen dos tipos de monitores: Monitores software pueden ser programas o conjuntos de instrucciones (sondas software), capaces ambos de detectar acontecimientos y estados del sistema. Monitores hardware son dispositivos electrónicos que deben conectarse a puntos específicos del sistema (mediante sondas electrónicas) para detectar señales que caracterizan los fenómenos que deben observarse. La calidad de un monitor viene determinada por las siguientes características: Sobrecarga o interferencia. La energía del sistema consumida por el instrumento de medida debe ser tan poca como sea posible de forma que la perturbación introducida por el instrumento no altere los resultados de la observación. Los monitores hardware presentan este peligro en sus puntos de conexión, para evitarlo utilizan sondas electrónicas de muy alta impedancia. Por otro lado los monitores software aumentan la carga del sistema y alteran por consiguiente su comportamiento, por lo que se debe tratar de minimizar al máximo este efecto. Precisión. Es el error que puede afectar al valor de los datos recogidos. Estos errores son debidos a diferentes causas: la interferencia del propio monitor, una incorrecta instalación o utilización, el número de dígitos para representar la medición, etc. Resolución. Es la capacidad de la herramienta de separar dos acontecimientos consecutivos en el tiempo. También se define como la máxima frecuencia a la que se pueden detectar y registrar correctamente los datos. Ambito o dominio de medida, hace referencia al tipo de acontecimientos que puede detectar, es decir, a las características que puede observar y medir. Anchura de entrada. Es el número máximo de bits que el monitor puede extraer en paralelo y procesar cuando se produce un acontecimiento. 14

23 Diseño y evaluación de configuraciones Capacidad de reducción de datos. Es la capacidad que puede tener el monitor de analizar, procesar y empaquetar datos durante la monitorización para un mejor tratamiento y compresión de los mismos y para reducir el espacio necesario para almacenar los resultados. Compatibilidad. El hardware y el software de monitorización debe ser fácilmente adaptable a cualquier entorno y requerimiento de la aplicación. Coste (adquisición, instalación, mantenimiento, formación y operación). Facilidad de instalación y de utilización 2.2 CONCEPTOS DE MEDIDA La mesurabilidad de un sistema informático se puede definir como una función de la información que se puede obtener con un monitor y del coste de las mediciones. La mesurabilidad de un sistema puede variar entre dos extremos, el primero la posibilidad de poder medir cada componente individual del sistema con el nivel de detalle deseado y el segundo la total inaccesibilidad del sistema. Un acontecimiento es un cambio del estado del sistema, una forma de recoger datos de determinadas actividades del sistema es capturar todos los acontecimientos asociados a los cambios de estado y registrarlos en el mismo orden en que se producen. En este caso la medición (observación) se efectúa por detección de acontecimientos. Otra técnica de medición que interfiere menos en el comportamiento del sistema es la del muestreo, que consiste en interrumpir el sistema a intervalos regulares o aleatorios para detectar el estado de algunos de sus componentes Detección de acontecimientos Se define el estado de un sistema informático como el establecido por los valores de todas sus memorias, normalmente se restringe el estado a un conjunto limitado de memorias del sistema. Por otra parte se ha definido un acontecimiento como un cambio de estado del sistema. En general se distinguen dos tipos de acontecimientos: 15

24 TEMA 2: Técnicas de medida y de presentación de los resultados Acontecimiento software, si el acontecimiento está asociado con una función de un programa. Ejemplo: un programa inicia una operación de E/S. Acontecimiento hardware, consiste en la aparición de una o más señales en los circuitos de un componente del sistema y es independiente del programa que se esté ejecutando en ese momento. Ejemplo: los movimientos del brazo de un disco. Muchos acontecimientos hardware llevan asociados un acontecimiento software. La técnica de detección de acontecimientos se basa en la intercepción y registro de todos los acontecimientos de tipos determinados. Por lo tanto está técnica sólo se deberá utilizar si es necesario conocer la secuencia de estos acontecimientos o el número de veces que se han producido en un intervalo determinado. El principio de detección de acontecimientos software es el de insertar un código suplementario (traps) en lugares determinados del sistema operativo. Es decir se trata de interrupciones controladas por programa. Cuando se produce un acontecimiento que debe detectarse, este código transferirá el control a la rutina de tratamiento, que almacenará sus datos significativos, junto con el instante de aparición, en un área tampón, para posteriormente grabarlos en disco y devolver el control al sistema operativo. El conjunto de todos los datos registrados de esta forma se denomina una traza de acontecimientos. En sistemas conducidos por interrupciones, la dirección de la rutina de tratamiento de una interrupción determinada debe sustituirse por la dirección de inicio de la rutina de medición. De esta forma, cada vez que se produce una interrupción, está se detecta y se leen los contenidos de determinadas posiciones de memoria o tablas. Estos datos, junto con el instante de aparición, se registrarán en cinta o disco antes de devolver el control al sistema operativo para el tratamiento de la interrupción Muestreo El muestreo es una técnica estadística que consiste en examinar una parte de la población denominada muestra. A partir de ella, es posible estimar con un grado de precisión elevado, algunos de los parámetros estadísticos que caracterizan a la población. Esta técnica presenta las siguientes ventajas: 16

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