Пути оптимизации аппаратно-программной платформы информационной системы [2000 год]

By in
541
Пути оптимизации аппаратно-программной платформы информационной системы [2000 год]

В данном докладе рассматриваются задачи и пути оптимизации аппаратно-программной платформы информационной системы (ИС) по критерию производительности.

На сегодняшний день, данный комплекс задач представляет собой чрезвычайно сложную задачу. Это связано, прежде всего:

  • C тем многообразием подзадач, с которыми приходится сталкиваться при оптимизации (например, оценка конфигурации системы и ее производительности);
  • C многообразием методик оптимизации;
  • C темпом развития аппаратных и информационных технологий применяемых в области ИС.

С другой стороны, задача оптимизации усложняется еще и тем, что каждое нововведение предполагает доработку методики оптимизации аппаратно-программной платформы (если это возможно, т.к. данные методики в большинстве случаев являются закрытыми и разрабатываются специализированными научно-исследовательскими институтами) или разработку новой.

В свою очередь, каждая методика должна учитывать специфику применяемой аппаратной платформы, характер прикладных систем и решаемых с их помощью задач, которые в значительной степени определяют рабочую нагрузку вычислительного комплекса в целом. Как правило, при работе с информационной системой, базирующейся на некоторой аппаратно-программной платформе, достаточно трудно точно предсказать рабочую нагрузку, особенно если система (под системой понимается весь комплекс ЭВМ, периферийных устройств, сетей и программного обеспечения) обслуживает несколько разнородных по своим функциям и требованиям пользователей.

С другой стороны, оценка сложных систем (например, систем разделения времени) предполагает и большое разнообразие, выполняемых на них приложений, которые в свою очередь, загружают различные части системы. Далеко не все приложения интенсивно используют процессорные ресурсы, и не все из них связаны с интенсивным вводом/выводом. Следовательно, правильно подобранное сочетание разнообразных по своим функциям приложений на одной системе может обеспечить достаточно равномерную загрузку всех ресурсов.

Также необходимо обратить внимание на проблему оценки конфигурации системы и ее производительности.

Для выполнения анализа конфигурации и производительности, система должна рассматриваться как ряд соединенных друг с другом компонент. Например, сети состоят из серверов, клиентов и сетевой инфраструктуры. Сетевая инфраструктура включает среду (как правило, нескольких типов) вместе с мостами, маршрутизаторами и системой сетевого управления, поддерживающей ее работу. В состав клиентских систем и серверов входят центральные процессоры, иерархия памяти, шин, периферийных устройств и программного обеспечения (ПО). Ограничения производительности некоторой конфигурации по любому направлению (например, в части организации дискового ввода/вывода) обычно могут быть предсказаны исходя из анализа наиболее слабых компонент.

 

Основными задачами оптимизации аппаратно-программной платформы информационной системы являются: определение рабочей нагрузки, оценка конфигурации системы при условии стоимостных ограничений и определение производительности вычислительного комплекса, что в свою очередь необходимо на двух этапах: при создании ИС или (и) при использовании уже существующей. В первом случае происходит обоснованный выбор платформы функционирования ИС с учетом специфики выполняемых ею задач и определение запаса ресурсов системы. Во втором, когда нагрузка на систему возрастает в десятки раз, данная оптимизация позволяет увеличить производительность системы при минимальных затратах на ее усовершенствование.

Поскольку современные комплексы почти всегда включают несколько работающих совместно систем, точная оценка  и оптимизация полной конфигурации требует ее рассмотрения как на макро уровне (уровне сети), так и на микро уровне (уровне подсистем или компонент).

Описанная выше группа задач, относящаяся к оптимизации аппаратно-программной платформы, представляет собой класс задач систем массового обслуживания, требующих применения вероятностных методов.

Математический аппарат рассматриваемой методики базируется, прежде всего, на основе теории массового обслуживания, на вероятностно-статистических методах, теории надежности, анализа структуры системы и обработки данных о производительности системы и ее элементов.

С другой стороны, используемые математические методы, разрабатываемой методики, позволяют произвести оптимизацию не только по критерию производительности, но и по критерию затрат. При проектировании или оптимизации систем необходимо не только удовлетворить требования к заданным показателям производительности, но и выполнить эти требования при минимальных затратах. Эта задача может формулироваться двояко: при минимальных затратах удовлетворить требования к заданным показателям производительности; при затратах, не превышающих заданной величины, максимизировать показатель производительности. Под затратами могут пониматься не только стоимость, но и, например, масса или габариты.

Конкретным примером применения данной методики может служить задача выбора оптимального состава средств ИС решаемым задачам, обеспечивающих экономное и эффективное их использование за счет оптимального распределения задач между клиентами и сервером и оптимального распределения рабочей нагрузки и параметров (характеристик) ИС.

Сб. трудов Международ. науч. конф. В 7-и т. Т.6. Секции 11, 12, 13/ Санкт-Петербургский гос. Технол. Ин-т (техн. Ун-т). Санкт-Петербург, 2000.

Leave a reply

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *