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  第66题      
  知识点:   模型法   系统性能
  关键词:   排队模型   系统性能        章/节:   系统运行管理知识       

 
系统性能的评价方法中,排队模型包括三个部分,下列选项( )不在这三部分之列。
 
 
  A.  输出流
 
  B.  输入流
 
  C.  排队规则
 
  D.  服务机构
 
 
 

 
  第66题    2018年上半年  
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计算机系统性能评价技术是按照一定步骤,选用一定的度量项目,通过建模和实验,对计算机的性能进行测试并对测试结果作出解释的技..
  第65题    2020年下半年  
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系统性能评价中的方法和工具较多。用基准测试程序来测试系统性能是常见的一种测试计算机系统性能的方法,常用的基准测试程序较多..
 
   知识点讲解    
   · 模型法    · 系统性能
 
       模型法
        用模型法对系统进行评价,首先应对要评价的计算机系统建立一个适当的模型,然后求出模型的性能指标,以便对系统进行评价。此法既可用于已建成并在运转中的系统,也可用于尚在规划中而并未存在的计算机系统,可以比较方便地应用于设计和改进。模型法与测量法是相互联系的,在模型中使用的一些参数往往来源于对实际系统的测量结果。
        模型法又分为分析模型法和模拟模型法两类。
        分析模型法是在一定假设条件下,计算机系统参数与性能指标参数之间存在着某种函数关系,按其工作负载的驱动条件列出方程,用数学方法求解。分析模型法中使用得最多的是排队模型。排队模型包括三个部分。
        .输入流。指各种类型的“顾客”按什么样的规则到来。
        .排队规则。对于来的顾客按怎样的规则次序接受服务,例如实现顺序服务还是按顾客的急迫程度服务。
        .服务机构。指同一时刻有多少服务设备可接纳顾客,为每一顾客需要服务多少时间。一般,服务机构过小,不能满足顾客的需要,将使服务质量降低;服务机构过大,人力物力的开支增加,因此产生了顾客需要和服务机构之间的协调问题。怎样才能做到既满足顾客的需要,又使服务机构的费用最低,是“排队论”要研究解决的问题。在计算机系统中,把需要处理的各种作业、命令等当作“顾客”,把计算机的各种软、硬部件如中央被处理机、存储器、输入输出设备、编译模块等当作“服务员”,当某作业在中央处理机中被处理时,就意味着作业(顾客)在接受这个“服务员”的服务。至于排队规则,也可以是先到先服务或有某些优先级的服务。这样就可以把“排队论”的许多成果应用于计算机系统性能评价。
        为了使模型的使用对系统的评价有价值,必须解决以下三个问题。
        .设计模型。根据对系统和工作负载的分析、测量来设计恰当的模型。一般设计出的模型只是部分地反映出系统的特性,而且是所要关心的那部分特性。
        .解模型。如果有现成的“排队论”结论,就可以直接使用。不然,则需要提出新的解决办法。
        .校准和证实模型。为了使模型化研究的结果可靠,其精度必须经过校准和证实,以达到可接受的程度。
        模拟分析法和分析模型法不同,它不是用一些数学方程去刻画系统的模型,而是用模拟程序的运行去动态表达计算机系统的状态,并进行统计分析,得出性能指标。这种模型可以更加详细地刻画出原来的计算机系统,并且也可以比较灵活地加以控制,但构造模拟模型的费用较大,每次使用时还必须运行模拟程序。
        这种模型法需要有一个建立模型并编制模拟程序的过程,然后校准和证实模型,才能计算出所要的性能指标。
 
       系统性能
               系统性能定义和指标
               计算机系统性能指标以系统响应时间和作业吞吐量为代表。响应时间(Elapsed Time)是指用户从输入信息到服务器完成任务给出响应的时间,即计算机系统完成某一任务(程序)所花费的时间,比如存储器访问、输入/输出等待、操作系统开销等。作业吞吐量是整个服务器在单位时间内完成的任务量。假定用户不间断地输入请求,则在系统资源充裕的情况下,单个用户的吞吐量与响应时间成反比,即响应时间越短,吞吐量越大。为了缩短某一用户或服务的响应时间,可以分配给它更多的资源。性能调整就是根据应用要求和服务器具体运行环境和状态,改变各个用户和服务程序所分配的系统资源,充分发挥系统能力,用尽量少的资源满足用户要求,达到为更多用户服务的目的。
               计算机性能的其他常用指标还包括MIPS (Million Instruction Per Second)和MFLOPS(Million Floating-point Instruction Per Second)。
               (1) MIPS=指令数/(执行时间×1000000)。
               其主要特点如下:
               ① MIPS大小和指令集有关,不同指令集的计算机间的MIPS不能比较。
               ②在同一台计算机上MIPS是变化的,因程序不同而变化。
               ③有时MIPS指标会出现矛盾。
               ④主要适用于带有硬件浮点处理器的计算机。
               ⑤MIPS中,除包含运算指令外,还包含取数、存数、转移等指令在内。
               ⑥MIPS只适宜于评估标量机。
               ⑦相对MIPS指相对参照机而言的MIPS,通常用VAX-11/780机处理能力为1MIPS。
               (2)MFLOPS=浮点指令数/(执行时间×1000000)。
               ①与机器和程序有关。
               ②测量浮点运算时,比MIPS准确。
               ③MFLOPS比较适宜于评估向量计算机。
               ④MFLOPS与MIPS关系:1MFLOPS≈3MIPS。
               ⑤MFLOPS仅仅只能用来衡量计算机浮点操作的性能,而不能体现计算机的整体性能。例如编译程序,不管计算机的性能有多好,它的MFLOPS不会太高。
               ⑥MFLOPS是基于操作而非指令的,所以它可以用来比较两种不同的计算机。
               ⑦MFLOPS依赖于操作类型。例如100%的浮点加要远快于100%的浮点除。
               ⑧单个程序的MFLOPS值并不能反映计算机的性能。
               系统性能评估
               计算机性能评价技术可用于开发中和开发后的系统评价。主要包括三种技术:分析技术、模拟技术、测量技术。
                      分析技术
                      分析技术是在一定假设条件下,计算机系统参数与性能指标参数之间存在着某种函数关系,按其工作负载的驱动条件列出方程,用数学方法求解。其特点是具有理论的严密性,节约人力和物力,可应用于设计中的系统。它的数学工具主要是利用排队论模型进行分析。
                      模拟技术
                      模拟技术首先是对于被评价系统的运行特性建立系统模型,按系统可能有的工作负载特性建立工作负载模型;随后编写模拟程序,模仿被评价系统的运行;设计模拟实验,依照评价目标,选择与目标有关因素,得出实验值,再进行统计、分析。其特点在于可应用于设计中或实际应用中的系统,可与分析技术相结合,构成一个混合系统。分析和模拟技术最后均需要通过测量技术验证。
                      测量技术
                      测量技术则是对于已投入使用的系统进行测量,通常采用不同层次的基准测试程序评估。其评估层次包括实际应用程序、核心程序、合成测试程序三个层次,但必须均为国际性组织认可的程序,同时需要对评估结果进行分析和统计以保证其准确性。
                      常用的国际认可的用来测试机器性能的测试基准测试程序(按评价准确性递减的顺序):
                      (1)实际的应用程序方法。
                      运行例如C编译程序、Tex、字处理软件、CAD工具等。
                      (2)核心基准程序方法。
                      从实际的程序中抽取少量关键循环程序段,并用它们来评价计算机的性能。
                      (3)简单基准测试程序。
                      简单基准测试程序通常只有10~100行而且运行结果是可以预知的。
                      (4)综合基准测试程序。
                      为了体现平均执行而人为编制的,类似于核心程序,没有任何用户真正运行综合基准测试程序。
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