581372-6 Suorituskykyanalyysi, välikoe 29.10.1998 (other side for exam in English)

1. [13 p] Osituskäyttösysteemissä (Z=20 sek) on kaksi CPUta (yksi jono, S_cpu = 50 msek), ja kaksi levyä (S_disk1 =60 msek and S_disk2=40 msek). Osituskäyttötyöt tarvitsevat ensin CPUta, ja sitten joko valmistuvat (todennäköisyydellä 5%) tai käyttävät levyä disk1 (tn 55%) tai disk2 (tn 40%). Levykäytön jälkeen työ palaa CPU:lle toistaen tätä sykliä kunnes se valmistuu.
   1. Mitkä ovat vierailusuhteet?
   2. Mikä on pullonkaulalaite? Miksi?
   3. Mikä on suurin mahdollinen töiden läpimenovuo?
   4. Mikä on paras mahdollinen läpimenovuon yläraja jos systeemissä on 10 päätettä?
   5. Mikä on paras mahdollinen läpimenovuon yläraja jos systeemissä on 40 päätettä?
   Kirjaa oletuksesi ja perustele työsi.

2. [12 p] Yhtiösi on myynyt uuden matkanvarausjärjestelmän SunnyBeach matkatoimistolle. Matkatoimistovirkailijat valittavat nyt kuitenkin, että uusi systeemi on hitaanlainen ja joskus jopa hitaanpi kuin alkuperäinen järjestelmä. Esimiehesi on hyvin huolestunut, sillä hänellä on (oli?) suuria suunnitelmia järjestelmän myymisestä myös muualle. Hän haluaa sinun ottavan selvää mikä on vialla. Ensimmäisessä vaiheessa hän haluaa sinulta lyhyen (alle 3 sivua) suorituskyvynarviointisuunnitelman siitä, miten aiot tehtävän suorittaa. Anna tämä suunnitelmä tässä.

3. [12 p] Meillä on keskustietokonejärjestelmä, jossa on kolmenlaista eri työkuormaa: eräajotyöt (batch, B), osituskäyttötyöt (interactive, I) ja tapahtumankäsittelytyöt (transactions, T). Luokan B ja I työt suorittavat suoraan käyttöjärjestelmän päällä, mutta tapahtumankäsittelytyöt suoritetaan tapahtumakäsittelijän (TP) monitorin sisällä. Tapahtumankäsittelytöitä on kahdenlaisia: kyselyitä (queries, Q) ja päivityksiä (updates, U). Suorituskykyanalysoija on tehnyt mallin systeemistä ja hänen tarvitsee nyt mitata CPU:n laskentatarveparametrien arvot. Systeemimonitorin mukaan 30 minuutin mittausaikana CPU:n kokonaiskäyttöaste on 72%. Käyttöjärjestelmän kirjanpitosysteemi piti kirjaa CPU:n käyttösuhteesta työkuormittain: U_cpu,B=32%, U_cpu,I=10% ja U_cpu,T=28%. TP monitorin mukaan e.m. mittausaikana oli 1200 kyselyä kuluttaen yhteensä 120 sek CPU aikaa ja 400 päivitystä kuluttaen yhteensä 140 sek. CPU aikaa.
   1. Mikä on CPU:n laskentatarve (demand) työluokille B ja I?
   2. Mikä on CPU:n laskentatarve (demand) tapahtumatyöluokille Q ja U?
   Kirjaa oletuksesi ja perustele työsi.

4. [13 p] Yksinkertainen verkkokortti käsittelee saapuvia viestejä yksi kerrallaan. Verkkopuolella viestit saapuvat keskimäärin 30 ms välein ja ne tallettuvat yhteen kahdesta viestipuskurista (B1 tai B2). Kommunikointiprosessorille (IP) lähetetään signaali viestipuskurin täytyttyä. Kommunikointiprosessori IP (tai oikeastaan kommunkointiprosessi joka suorittaa IP:llä) kopioi viestin (puskurista B1 tai B2) Input puskuriin verkkokortin muistialueelle, joka on laskentaprosessorin (GPU) osoiteavaruudessa. IP signaloi sen jälkeen GPU:lla suotitettavaa verkon laiteajuria. Tähän kuluu keskimäärin 10 ms. Jos molemmat puskurit B1 ja B2 ovat täynnä viestin saapuessa, viesti hylätään ja (toivon mukaan) lähetetään myöhemmin uudelleen jonkin ylemmän tason protokollan toimesta.
   1. Mikä on keskimääräinen IP'n käyttösuhde?
   2. Mikä on keskimääräinen verkkopuskurien (B1 tai B2) täyttöaste?
   3. Kauanko kestää keskimäärin, että juuri saapunut viesti on luettavissa Input puskurissa?
   4. Mikä on viestien saapumistiheys Input puskuriin (kun hylättyjä viestejä ei huomioida)?
   5. Miten suuri osa viesteistä hylätään?
   6. Mitkä ovat johtopäätöksesi verkkokortin suorituskyvystä?
   Kirjaa oletuksesi ja perustele työsi.