Leistung und Leistungsbewertung Flashcards
Was ist Leistung in der Physik?
Arbeit pro Zeit
Wie lässt sich Leistung im Umfeld von Rechnersystemen messen? (welche Größen beschreiben die Leistung?)
- Befehlsverarbeitung
- Geringe Antwortzeit
- Auslastung
- Durchsatz
- Schnelle Abarbeitung einer Abfolge von Programmen
Wovon sind Leistungsgrößen bei Rechensystemen abhängig?
- Betriebsart
- Ziel der Leistungsanalyse
- Größen (wie Laufzeit) als möglicher Ansatz
Was für unterschiedliche Betriebsarten gibt es bei Leistungsgrößen?
Single User
Single Tasking
Multiuser/ Multitasking
Dialog- / Batch Betrieb
Was wird gemessen, wenn man die Leistung beim Übersetzen von Programmen in Erfahrung bringen will?
Effiziente Nutzung von Befehlen auf Zeichenketten und auf Lese/Schreibgeschwindigkeit des Hauptspeichers.
Wie werden Gleitkommaoperationen gemessen?
Häufig nur Geschwindigkeit einer Addition
Wovon hängt die Messung einer Datenbankanwendung ab?
Abhängig von Speicher und I/O-Zugriffen & Cache-Organisation
Was wird bei der Datenbankanwendung häufig nicht gemessen?
Numerische und Zeichenkettenoperationen
Wie geht man bei einer Leistungsanalyse vor?
Erzeugung einer Last
|
Messung einer Last
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Verarbeitung einer Last
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Leistungsanalyse
Wie wird der Durchsatz berechnet?
Durchsatz =
(Anzahl der bearbeiteten Aufträge/ Datenpakete)
Zeit
Grundsätze bei der Leistungsmessung
- Last- und Leistungsmaß müssen miteinander korrespondieren
- Sorgfältige Auswahl geeigneter statistischer Techniken, um Messungen zu validieren, zu vergleichen und auszuwerten
- Vergleich der gemessenen Werte mit entsprechenden Ergebnissen analytischer oder simulativer Modelle (Wichtig für das Verständnis von Systemleistung)
Wodurch findet Leistungsbewertung also statt?
Durch Messung und Modellierung!
Was sind einfache, direkt messbare Leistungsgrößen mit erheblicher Bedeutung über alle Systemklassen und Größenordnungen?
- Takt
- CPI
- Ablaufzeit
Was ist das am leichtesten zugängliche Leistungsmaß einer Hardware/CPU?
Der Takt
Ein Takt entspricht einem Zeitabstand zwischen ..
zwei Ereignissen
Ein 100 MHz Takt entspricht einem Zeitabstand von ..
10 ns oder 10*10-9s
Zählen der Takte für die Abarbeitung einer Last ergibt die ..
Ablaufzeit zcpu
Wie berechnet man die zcpu?
takte * bzeit =
#takte
1/bzeit =
#takte
takt
Warum ist #takte schlecht messbar?
Die Last ist erst im nachhinein definiert
Zu große Abweichung vom Konzept
last (Definition)
Zahl der Instruktionen,
abhängig von der Anwendung und der Compilertechnologie
cpi (Definition)
Zahl der Basistakte, die pro Instruktion benötigt werden.
Hängt von Maschinenarchitektur ab
bzeit (Definition)
Basistakt,
abhängig von eingesetzter HW-Technologie
Wodurch wird Basiszeit bzeit und Ablaufzeit zcpu verkürzt?
Durch steigende Taktrate
Wodurch wird cpi auf den Wert 1 gedrückt?
Durch die RISC Architektur.
1 Takt / Instruktionen
Abk. RISC
Reduced Instruction Set Computer
Was versuchen hochoptimierte Compiler?
Die Anzahl der Maschineninstruktionen #last zu minimieren
Abk. MIPS
Millionen Instruktionen pro Sekunde
Hennessy & Pattersons Einwände gegen MIPS
- Abhängig von der Menge der Instruktionen, also von der Architektur
- Lastabhängig
- Kann invers zur gemessenen Leistung sein
Abk. MFLOPS
Million Floating Point Operations Per Second
Was ist das Problem bei MFLOPS?
- 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
Für welche Bereiche sind FLOPS/ PFLOPS geeignete Maße?
Wissenschaftliche Anwendung mit stark numerischen Charakter
Flüssigkeit- und Gasdynamik der theoretischen Chemie/Physik, Astronomie ..)
Standardlast ist der so genannte..
Linpack-Benchmarkt
Was macht bzw. ist der Linpack-Benchmark?
Ein Paket zur Lösung linearer Gleichungssysteme
(von Jack Dongarra/ Knoxville-Tennessee)
Was ist das Amdahlsche Gesetz?
Ein Modell über die Beschleunigung von Programmen durch parallele Ausführung.
Kernaussage des Amdahlschen Gesetzes
Der Geschwindigkeitszuwachs wird vor allem durch den sequentiellen Anteil des Problems beschränkt, da sich dessen Ausführungszeit durch Parallelisierung nicht verringern lässt.
