PDF de programación - Evaluación y Modelado del Rendimiento de los Sistemas Informáticos

Evaluación y Modelado del Rendimiento de los Sistemas Informáticos



Evaluación y
Modelado del

Rendimiento de los

Sistemas

Informáticos

Alumno: Romero Carlos Alberto

LU: 39188

Materia: Sistemas Operativos



1

Evaluación y Modelado del Rendimiento de los Sistemas Informáticos



1 Introducción a la evaluación de rendimiento ........................................................................... 3

1.1 Relación entre Rendimientos ........................................................................................ 3

1.2

El costo también cuenta ................................................................................................ 4

1.3 Relación entre prestaciones y costo ............................................................................ 4

1.4

La Ley de Amdahl .......................................................................................................... 5

2 Monitorización de sistemas y programas ............................................................................ 6

2.1 Medida y monitor ............................................................................................................ 6

2.2 Herramientas más comunes en Unix........................................................................... 8

2.3

El monitor sar .................................................................................................................. 9

2.4 Monitorización de programas ..................................................................................... 10

3 Análisis comparativo de rendimiento ..................................................................................... 10

3.1 Medidas de rendimiento ................................................................................................... 11

3.2 Resumen de rendimientos ............................................................................................... 12

3.3 Estrategias de comparación: ratios ................................................................................. 12

4 Introducción al análisis operacional ...................................................................................... 12

4.1 Estaciones de servicio ...................................................................................................... 13

4.2 Redes de colas de espera ................................................................................................ 14

4.3 Leyes Operacionales ........................................................................................................ 16

5 Aplicaciones del análisis operacional..................................................................................... 21

5.1 Estimación del rendimiento .............................................................................................. 21

5.2 Límites asintóticos ............................................................................................................. 23

5.3 Mejora del rendimiento ..................................................................................................... 24

6 Bibliografía ................................................................................................................................. 24



2

Evaluación y Modelado del Rendimiento de los Sistemas Informáticos

1 Introducción a la evaluación de rendimiento
Una manera sencilla de comparar los rendimientos de diversos sistemas
informáticos es utilizar como medida de prestaciones el tiempo de ejecución de un
programa o, más habitualmente, un conjunto de programas. Estos programas
representan la carga de prueba en la que se basarán los resultados del estudio
comparativo. Por otro lado las PC tienen un precio que depende tanto de costos
de diseño como de los de fabricación y comercialización. Por ello resulta muy
interesante relacionar el rendimiento de los sistemas informáticos con el costo.

En lo que a nomenclatura se refiere, se emplearán los términos rendimientos y
prestaciones de forma equivalente, traducciones ambas del término anglosajón
performance. A esta pareja de términos podemos añadir un tercero, desempeño,
que es la variante más empleada en el ámbito hispanoamericano.

1.1 Relación entre Rendimientos

En ocasiones resulta interesante hablar de rendimiento de una PC como el
inverso del tiempo que tarda en ejecutar un programa. De esta manera, cuanto
más rápido ejecute el programa, más alto será su rendimiento.

Consideremos dos PC X e Y, los cuales tardan Tx y Ty unidades de tiempo,
respectivamente, en ejecutar este programa:

 Si Tx = Ty diremos que el rendimiento de ambas máquinas es igual o

equivalente, ya que en ambas obtenemos el mismo tiempo de ejecución.

 Si Tx < Ty, esto es, la PC X tarda menos tiempo en ejecutar el programa.
Esta relación nos permite afirmar que “X es más rápido que Y”. Sin
embargo, nuestro objetivo es cuantificar esta relación y decir que “X es
tantas veces más rápido que Y”. El valor numérico al que nos estamos
refiriendo recibe el nombre de aceleración speedup y se puede calcular
como la relación entre el tiempo de ejecución más grande y el más
pequeño:
Aceleración = Ty/Tx

La manera de expresar esta aceleración en palabras adquiere múltiples formas.
Por ejemplo se puede hablar de mejora y decir que “X es tantas veces mejor que
Y”. Finalmente, hay ocasiones en que esta aceleración se expresa en términos
porcentuales, esto es, “X es un n% más rápido que Y”, en cuyo caso la relación
anterior se expresa:

Aceleración = Ty/Tx = 1 + n/100

Por ejemplo, que Tx = 36 y Ty = 40 segundos, podemos afirmar que X es 40/36 =
1,11 veces más rápido que Y o, alternativamente, que X es un 11% más rápido
que Y.



3

Evaluación y Modelado del Rendimiento de los Sistemas Informáticos

1.2 El costo también cuenta

La comparación de precios entre PC se puede llevar a cabo de la misma manera
empleada para el rendimiento.

Si suponemos que Cx > Cy, entonces podemos escribir:

Incremento = Cx/Cy = 1 + n/100

En consecuencia, esta expresión nos permitirá decir que “X es tantas veces más
caro que Y”.

Ejemplo

Cx= 625 $ y Cy= 550 $

625/550 = 1,14 veces más caro X o, alternativamente que es un 14% más caro
que Y.

1.3 Relación entre prestaciones y costo

Para realizar un análisis conjunto de precio y prestaciones no queda más remedio
que establecer algún tipo de conexión entre ambas, lo que podemos hacer es
dividir el rendimiento de cada computadora entre su costo y comparar ambas
cantidades.

RendimientoX/CostoX vs. RendimientoY/CostoY

Las cantidades anteriores nos pueden ayudar a conocer qué opción de las dos, en
su conjunto, ofrece una mejor relación entre el rendimiento obtenido y el precio
que se va a pagar por él. Nótese que resultará mejor aquel sistema que obtenga
el valor más elevado.

Ejemplo

RendimientoX/ CostoX = 1 / 36 x 625 = 4,44 x 10^-5

RendimientoY/ CostoY = 1 / 40 x 550 = 4,55 x 10^-5

Otro posible contexto, diferente al anterior, viene dado cuando se trata de analizar
el efecto de una determinada mejora en un sistema informático.

El valor del incremento se puede calcular dividendo el costo del equipo con el
componente añadido entre el costo de la PC original:

C = Nuevo Costo/Costo Original



4

Evaluación y Modelado del Rendimiento de los Sistemas Informáticos

Otra aproximación consiste en considerar que el costo del elemento a reemplazar
hay que descontarlo del sistema, puesto que ya no forma parte de él. En este
caso el incremento de costo será:

C = Costo Original – CCR + CCN/ Costo Original

CCR = Costo Componente a Reemplazar.

CCN = Costo Componente Nuevo.

Sin embargo, e independientemente que haya reemplazo o no de componentes,
cuando se trata de comparar entre sí diversas alternativas para la actualización de
un sistema, el enfoque anterior adolece que el incremento de coste del sistema
global puede estar muy influenciado por el costo original. Esto es así, sobre todo,
para aquellos componentes con mucha influencia en el rendimiento pero con poca
repercusión en el costo de todo el sistema.

1.4 La Ley de Amdahl

El incremento de prestaciones obtenido en un sistema como consecuencia de la
mejora de una o varias partes del mismo. Esta mejora, representada como
incremento de prestaciones dará la medida de cómo un PC rinde, en relación con
un rendimiento previo, después de efectuar en él una o varias mejoras.

Consideremos, para simplificar nuestro planteamiento, una PC que tarda un
tiempo Toriginal en ejecutar una determinada aplicación, y que nuestro objetivo es
reducir este tiempo de ejecución mejorando una de las partes de la computadora.
Supongamos que durante una fracción f del tiempo original el programa hace uso
exclusivo de un recurso del sistema. En consecuencia, podemos expresar
Toriginal como la suma de dos componentes disjuntos: uno en el que no se utiliza
este componente más otro en el que si se utiliza:

Toriginal = Toriginal x (1- f) + Toriginal x f



Recurso no utilizado

Recurso utilizado

Fracción 1- f Fracción f

Recurso no utilizado

Recurso utilizado



Tmejorado Recurso mejorado

K veces



5

Evaluación y Modela