Измерения параметров функционирования систем

Для анализа поведения системы обеспечивают результаты измерений, которые проводят, наблюдая за системо. Наблюдать - это значит взаимодействовать с системой, то есть наблюдатель должен быть хотя бы пассивным посредником при передаче определенно информации в системе.

Кониепиия наблюдателя

Наблюдатель может быть внутренним либо внешним.

Внешний наблюдатель рассматривает систему как "черный ящик", который содержит ограниченное число известных функци. Наблюдение сводится к измерению изменений в реакции системы при контролируемых изменениях рабочей нагрузки. Этот подход используется при сравнительной оценке систем.

Внутренний наблюдатель обеспечивает измерения и контроль за изменениями. происходящими внутри системы. Целями наблюдения могут быть диагностика аппаратуры, отладка программ, анализ производительности системы и т.п.

Наблюдаемое поведение системы есть последовательность изменений наблюдаемых состояний системы. Наблюдаемое состояние, отражающее поведение системы даже на самом нижнем уровне системы - это состояние всех запоминающих элементов в системе: основной памяти, регистрово, внешне, регистровой памяти внешних устройств и т.д. Обычно в понятие состояния системы включают лишь память, отражающую значения объектов в программе.

Описание поведения программ (последовательность переходов из состояния в состояние) базируются на понятии состояния. Существуют два подхода описания поведения программ:

• денотационны. - Программа рассматривается как отображение Ф: X=>Y, где X - исходные данные, a Y - результаты (акцент ставится на преобразовании программо данных). Отображение состоит из последовательности отображений {Oi}, реализуемых операторами программы, которые изменяют значения ее переменных. Таким образом, поведение программы описывается непосредственно в терминах значений ее элементов памяти. В этом случае явно отражены только действия программы которые вызвали изменение памяти программы. Все остальные действия (например, передача управления) восстанавливаются однозначно лишь в силу последовательного, детерминированного характера вычислений.

• операционный. - Динамика программы рассматривается как последовательность событий (под событием понимается смена состояния). В этом походе значительно расширяется понятие состояния. В него включены не только непосредственно память программы, но и другие виды памяти в системе. Обязательным условием использования данного подхода является то, что действия, изменяющие значения в них, были различимы для наблюдателя (микрокоманды, команды, функции, системный вызов, посылка сообщения и т.д.).

Данные, собираемые в ходе измерений, можно подразделить по форме на четыре категории: трассы, относительная активность, частотные характеристики действий и статистические (усредненные) характеристики действий. Под действием понимается выполнение микрокоманды, команды, функции, системного вызова, посылки сообщения и т.д.

1. Трассы - исследуемое действие А& описывается тройкой:

(Afc, и , Г,), где

Ак - признак исследуемого действия либо соответствующее ему событие;

U - время начала i-ro наступления действия;

Ti - продолжительность i-ro действия.

При использовании операционного подхода вполне логично для характеристики действия использовать три события: начало, продолжение и окончание действия.

2. Относительная активность - показывает какую часть времени от общего
времени работы программы заняло время выполнения действия At:

г_к = ------- \ а_к \т)йт, где

0 0

3.

<2к(т )=1 ,если система находится в состоянии, соответствующем выполнению действия At; и ак(т)=0 в противном случае;

t и to - моменты начала и окончания измерения, причем t>to.

Частотные характеристики действия. Основной такой характеристикой является частота выполнения исследуемого действия. Эта величина, Ск , измеряется числом событий вк , инициирующих действие А^: