Leistung und Leistungsbewertung

Question 1

Was ist Leistung in der Physik?

Answer 1

Arbeit pro Zeit

Question 2

Wie lässt sich Leistung im Umfeld von Rechnersystemen messen? (welche Größen beschreiben die Leistung?)

Answer 2

1. Befehlsverarbeitung
2. Geringe Antwortzeit
3. Auslastung
4. Durchsatz
5. Schnelle Abarbeitung einer Abfolge von Programmen

Question 3

Wovon sind Leistungsgrößen bei Rechensystemen abhängig?

Answer 3

1. Betriebsart
2. Ziel der Leistungsanalyse
3. Größen (wie Laufzeit) als möglicher Ansatz

Question 4

Was für unterschiedliche Betriebsarten gibt es bei Leistungsgrößen?

Answer 4

Single User

Single Tasking

Multiuser/ Multitasking

Dialog- / Batch Betrieb

Question 5

Was wird gemessen, wenn man die Leistung beim Übersetzen von Programmen in Erfahrung bringen will?

Answer 5

Effiziente Nutzung von Befehlen auf Zeichenketten und auf Lese/Schreibgeschwindigkeit des Hauptspeichers.

Question 6

Wie werden Gleitkommaoperationen gemessen?

Answer 6

Häufig nur Geschwindigkeit einer Addition

Question 7

Wovon hängt die Messung einer Datenbankanwendung ab?

Answer 7

Abhängig von Speicher und I/O-Zugriffen & Cache-Organisation

Question 8

Was wird bei der Datenbankanwendung häufig nicht gemessen?

Answer 8

Numerische und Zeichenkettenoperationen

Question 9

Wie geht man bei einer Leistungsanalyse vor?

Answer 9

Erzeugung einer Last

|

Messung einer Last

|

Verarbeitung einer Last

|

Leistungsanalyse

Question 10

Wie wird der Durchsatz berechnet?

Answer 10

Durchsatz =

(Anzahl der bearbeiteten Aufträge/ Datenpakete)

Zeit

Question 11

Grundsätze bei der Leistungsmessung

Answer 11

1. Last- und Leistungsmaß müssen miteinander korrespondieren
2. Sorgfältige Auswahl geeigneter statistischer Techniken, um Messungen zu validieren, zu vergleichen und auszuwerten
3. Vergleich der gemessenen Werte mit entsprechenden Ergebnissen analytischer oder simulativer Modelle (Wichtig für das Verständnis von Systemleistung)

Question 12

Wodurch findet Leistungsbewertung also statt?

Answer 12

Durch Messung und Modellierung!

Question 13

Was sind einfache, direkt messbare Leistungsgrößen mit erheblicher Bedeutung über alle Systemklassen und Größenordnungen?

Answer 13

• Takt
• CPI
• Ablaufzeit

Question 14

Was ist das am leichtesten zugängliche Leistungsmaß einer Hardware/CPU?

Answer 14

Der Takt

Question 15

Ein Takt entspricht einem Zeitabstand zwischen ..

Answer 15

zwei Ereignissen

Question 16

Ein 100 MHz Takt entspricht einem Zeitabstand von ..

Answer 16

10 ns oder 10*10^-9s

Question 17

Zählen der Takte für die Abarbeitung einer Last ergibt die ..

Answer 17

Ablaufzeit zcpu

Question 18

Wie berechnet man die zcpu?

Answer 18

takte * bzeit =

#takte

1/bzeit =

#takte

takt

Question 19

Warum ist #takte schlecht messbar?

Answer 19

Die Last ist erst im nachhinein definiert

Zu große Abweichung vom Konzept

Question 20

last (Definition)

Answer 20

Zahl der Instruktionen,

abhängig von der Anwendung und der Compilertechnologie

Question 21

cpi (Definition)

Answer 21

Zahl der Basistakte, die pro Instruktion benötigt werden.

Hängt von Maschinenarchitektur ab

Question 22

bzeit (Definition)

Answer 22

Basistakt,

abhängig von eingesetzter HW-Technologie

Question 23

Wodurch wird Basiszeit bzeit und Ablaufzeit zcpu verkürzt?

Answer 23

Durch steigende Taktrate

Question 24

Wodurch wird cpi auf den Wert 1 gedrückt?

Answer 24

Durch die RISC Architektur.

1 Takt / Instruktionen

Question 25

Abk. RISC

Answer 25

Reduced Instruction Set Computer

Question 26

Was versuchen hochoptimierte Compiler?

Answer 26

Die Anzahl der Maschineninstruktionen #last zu minimieren

Question 27

Abk. MIPS

Answer 27

Millionen Instruktionen pro Sekunde

Question 28

Hennessy & Pattersons Einwände gegen MIPS

Answer 28

1. Abhängig von der Menge der Instruktionen, also von der Architektur
2. Lastabhängig
3. Kann invers zur gemessenen Leistung sein

Question 29

Abk. MFLOPS

Answer 29

Million Floating Point Operations Per Second

Question 30

Was ist das Problem bei MFLOPS?

Answer 30

• Hängt noch weit mehr als MIPS von dem Anwendungsprogramm und der Hardware ab
• Enthält das Programm keine oder wenige Gleitkommaoperationen, so wird gemessene Leistung irrelevant
• Es wird nur eine einzige Komponente gemessen und verglichen

Question 31

Für welche Bereiche sind FLOPS/ PFLOPS geeignete Maße?

Answer 31

Wissenschaftliche Anwendung mit stark numerischen Charakter

Flüssigkeit- und Gasdynamik der theoretischen Chemie/Physik, Astronomie ..)

Question 32

Standardlast ist der so genannte..

Answer 32

Linpack-Benchmarkt

Question 33

Was macht bzw. ist der Linpack-Benchmark?

Answer 33

Ein Paket zur Lösung linearer Gleichungssysteme

(von Jack Dongarra/ Knoxville-Tennessee)

Question 34

Was ist das Amdahlsche Gesetz?

Answer 34

Ein Modell über die Beschleunigung von Programmen durch parallele Ausführung.

Question 35

Kernaussage des Amdahlschen Gesetzes

Answer 35

Der Geschwindigkeitszuwachs wird vor allem durch den sequentiellen Anteil des Problems beschränkt, da sich dessen Ausführungszeit durch Parallelisierung nicht verringern lässt.