11.4. Расчет производительности информационной системы

Для расчета этих величин нам необходимо ввести некоторые составляющие, опишем их ниже. Значения показателей и основные формулы мы берем из книги В.Г. Олифера.

• Коэффициент программной избыточности: К_ИЗБ=0.05 – часть вычислительной мощности системы, расходуемой на проверку входных данных для защиты от непредумышленных, случайных искажений вычислительного процесса, программ и данных – система оперативной защиты. Системы оперативной защиты предназначены для выявления и блокирования распространения негативных последствий проявления дефектов и уменьшения их влияния на надежность функционирования ПС до устранения их первичных источников.

• Вероятность некритического сбоя системы: К_СБ=10^-5.

• Время восстановления после сбоя: Т_СБ=3-5 сек. – время на перезагрузку интерфейса системы или повтор запроса.

• Вероятность отказа системы: К_ОТК=2*10^-6_.

• Время восстановления после отказа: Т_ОТК= от 15-20с до 180с – время перезапуска веб-сервисов и сервера баз данных (15-20с.) или полная перезагрузка всей машины (до 180с.)

• Коэффициент надежности линии связи: К_ЛС=0,88 – вероятность отката, зависания, искажения информации из-за шумов на линии, ведущая к повторной передаче данных.

• Полезная пропускная способность канала: Z, бит.

• Объем запрашиваемых данных: V_д , бит.

• Коэффициент загрузки канала сети: K_зк.

• Коэффициент интенсивности использования системы: K_инт.

Общее среднее время задержки передачи данных составляет

.

Эффективное число одновременно обслуживаемых запросов:

(запросов).

При значении коэффициента загрузки канала (K_ЗК) свыше 50% резко падает его пропускная способность, поэтому рассматривается граничный вариант.

Число запросов в час:

, запросов/час.

Коэффициент готовности системы:

Итоговая производительность системы при данных условиях:

, бит/сек.

Производительность системы, измеряемая в эрлангах:

;

, Эрланг. (11.13)

Пользуясь этой формулой, мы можем рассчитать производительность ИС, если подставим туда V_д, объем блока или модуля ИС. Но наполнение ИС неоднородно: оно может состоять из множества модулей, различных по объему. Мы можем вычислить усредненную производительность системы, подставив в V_д математическое ожидание смыслового (тематического) информационного модуля. Для расчета же граничных вариантов производительности мы должны учесть дисперсию модулей. Т.е. мы можем посчитать производительность для максимально маленького смыслового (тематического) блока ИС и максимально большого.

Из формулы (11.13) также вытекают следующие закономерности:

P > 1 при V_д > Z K_ЗК K_инт;

P = 1 при V_д = Z K_ЗК K_инт;

P < 1 при V_д < Z K_ЗК K_инт;

11.5. Разделение уровней информационных систем

При проектировании сложных информационных систем (порталов), которые включают в себя большое количество информационных единиц-модулей, может понадобиться разделение уровней для корректной работы с ними. Иными словами, информационные модули, наполняющие ИС, могут разделяться на несколько групп по каким-либо критериям информации или по своей физической структуре, по способу размещения в виртуальном пространстве ИС, причем для конечного пользователя данной системы это разделение должно быть прозрачным, т.е. не создающим никаких помех для работы с данной ИС. Эти разделенные группы модулей повлекут за собой необходимость создания многоуровневой ИС, которая будет способна быстро и эффективно обрабатывать каждую группу в отдельности определенным алгоритмом. Причем надо учесть, что в многозадачных ИС и особенно в ИС удаленного доступа необходимы алгоритмы, позволяющие одновременно обращаться к модулям ИС, даже находящихся на разных уровнях.

Приведем простой пример: некая ИС, позволяющая удаленным пользователям через сеть Интернет ознакомиться с краткой аннотацией документов учебного процесса и по желанию загрузить их на свой компьютер. Здесь сразу выделяются 2 уровня: 1 – ознакомительный, который позволяет удаленному пользователю просматривать в онлайн-режиме содержание веб-страниц, которые несут информацию и краткую аннотацию о содержании самих документов учебного процесса; 2 – основной, который предполагает загрузку необходимого документа на компьютер пользователя. Здесь мы видим экономию ресурсов системы и времени пользователя: чем просматривать и загружать на свой компьютер необходимый документ, нагружая при этом ИС и растрачивая свое время попусту, пользователь выбирает необходимую информацию и загружает ее.

Нужно также учитывать тот факт, что на каждом уровне системы, так как это физические уровни, математическое ожидание, дисперсия и соответственно производительность и надежность будут разными для каждого уровня системы. Но итоговая, общая производительность будет объединением производительностей всех уровней системы, т.к. их использование будет неоднородным. Как и в нашем примере, пользователь тратит, положим, 80% своего времени на поиск информации в системе и 20% на ее загрузку.