NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MİMARİSİ 10.HAFTA NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Mühendislik Mimarlık Fakültesi mmf.nisantasi.edu.tr

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Performans Performans nasıl ölçülür? Hangi faktörler performansı belirler? Modern yazılım sistemlerinin büyüklüğü, karmaşıklığı ve donanım geliştiriciler tarafından ortaya konulan çok farklı yapılar performans değerlendirmesini zorlaştırmaktadır. “Bu bilgisayar diğerinden daha performanslıdır.” dediğimizde ne demek isteriz? 2 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Performans Tanımlama Uçak Yolcu Kapasitesi Menzil (mil) Hız (m.p.h) 1 saatte taşıdığı toplam yolcu kapasitesi (yolcu x mph) Boeing 777 375 4630 610 228,750 Boeing 747 470 4150 286,700 BAC/Sud Concorde 132 4000 1350 178,200 Douglas DC-8-50 146 8720 544 79,424 Bu uçaklardan hangisi en performanslıdır ? 3 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Bir programı 2 farklı workstation üzerinde çalıştırıldığı bir durumda da performans için farklı tanımlamar yapılabilir. Örn: Verilen bir işi, ilk önce bitiren bilgisayar hızlıdır. Birçok kullanıcının bağlı olduğu bir merkezde ise, bir gün içerisinde en çok işi yerine getiren bilgisayar hızlıdır. – Kişisel bir kullanıcı için bir görevin başlama ve bitiş zamanı arasında geçen süre önemlidir. Bu süre response time veya execution time olarak amaçlar. bilinir. Kullanıcı bu süreyi azaltmayı – Merkez yöneticisi ise verilen bir zaman dilimi içinde yapılacak iş sayısını (throughput) arttırmayı amaçlar. 4 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

Response Time (elapsed time, latency): Bir işin bitmesi ne kadar zaman alacak? Bir veritabanı sorgusu için ne kadar beklemek gerekecek Kişisel Kullanıcı için önemlidir. Throughput: Bir seferde ne kadar iş yapılabilir. ? Ortalama yürütme hızı nedir? Ne kadar iş yapılmaktadır. ? Sistem yöneticisi için önemlidir. 5 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Örnek Bir bilgisayar sistemi üzerinde aşağıdaki değişikler yapıldığında; birim zamanda yapılan iş miktarını (throughput) arttırıp, cevap süresini (response time) azaltır mı? Yoksa her ikisi de mi? Bilgisayarın işlemcisini daha hızlı bir işlemciyle değiştirmek Var olan işlemciye yeni bir tane daha ilave ederek her iki işlemcinin çoklu işlmeci (multiple processor) olarak çalıştırılması 6 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Örnek (Devam) Sisteme daha hızlı bir CPU eklemek, response time’ı düşürür ve buna bağlı olarak birim zamanda yapılan işlem miktarı da artar. Performans artışı söz konusudur. Sisteme ikinci bir CPU eklemek bir işin yapılması için gereken zamanı azaltmaz. Sadece birim zamanda yapılan iş miktarı artar. Yani throughput’da bir artış söz konusudur. Fakat sistemde zamanda kuyrukta bekleyen komutlar bulunduğundan ve birim yapılan iş miktarı arttığından verilen bir task için response time’da azalma olacaktır. Performasn artışı söz konusudur. 7 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

Performansı Arttırmak Performansı arttırmak için görevler için olan response time (execution time)’ı azaltmak gerekir. X makinası için: 1 Performancex = Execution Timex Örn: Eğer X ve Y makinaları için; X’in performansı Y’den daha fazla ise: Performancex > PerformanceY 1 1 > Execution Timex Execution TimeY Execution TimeY > Execution TimeX 8 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

= n = n X, Y’den n kat daha hızlıdır. veya Performa ncex X, Y’den n kat daha hızlıdır. veya Y’nin yürütme zamanı, X’den n kat daha uzundur. = n PerformanceY Performancex PerformanceY Execution timeY = n Execution timeX = 9 NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Örnek A makinası bir programı 10 sn.’de, aynı programı B makinası 15 sn.’de işlemektedir. A, B’den ne kadar hızlıdır. Performancex Execution timeY = = n PerformanceY Execution timeX 15/10= 1,5 A, B’den 1.5 kat daha hızlıdır veya B, A’dan 1.5 kat daha yavaştır. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Performans Ölçümü Response time, Elapsed time kavramları aynı kavramlar olup verilen bir görevin tamamlanması için geçen toplam zamandır. Bu sürenin içerisinde disk erişimi, bellek erişimi, giriş/çıkış işlemleri gibi işlemler yer almaktadır. İşlemci birçok programı eş-zamanlı olarak çalıştırabilir. Bu durumda sistem, bir program için response time’ı azaltmak yerine birim zamanda yapılan iş miktarını arttırmayı deneyebilir. CPU execution time (CPU time), kendisine verilen bir görevi tamamlamak için geçen süredir. Bu süre I/O ve diğer programları beklemek için gereken süreyi içermez. 2’ye ayrılır. User CPU time: Program içerisinde harcanan CPU zamanıdır. System CPU time: Program adına bir görevin yerine getirilmesinde işletim sisteminde harcanan zamandır. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

Elapsed time = CPU time + wait time (I/O, diğer programlar, vd.) CPU time = user CPU time + system CPU time Elapsed time = user CPU time + system CPU time + wait time NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Örnek User Cpu time = 90.7 sn. System Cpu time=12.9 sn. ve Elapsed time = 159 sn. olan bir sistemde; 90.7+12.9=103,6 159-103,6= 55,4 sn. ise I/O işlemleri vd. için harcanmıştır. %65’lik kısım CPU time, geriye kalan %35’lik kısım I/O işlemleri vd. içindir. NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

Performans Metrikleri ve Birbirleriyle İlişkileri CPU execution time for a = CPU Clock Cycles for a X Clock Cycle Time Program Program CPU Clock Cycles for a Program CPU execution time for a = Program Clock rate NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Örnek Bir programın yürütülmesi, 400 Mhz clock frekansına sahip olan A makinasında 10 sn. sürmektedir. Donanım tasarımcısı aynı programı 6 sn.’de çalıştıracak olan B makinası tasarlamaktadır. Fakat tasarımcıya göre clock frekansının arttırılması B makinasının A’ya göre 1,2 kat daha fazla clok cycle’ına ihtiyaç duymasına neden olmaktadır. Buna göre tasarımcı hangi clock frekansında B makinasını tasarlamalıdır? NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © Örnek A makinası için gerekli olan clock cycle’ı sayısı; CPU Clock Cycles for a ProgramA 10 sn.= 400 . 106 cycle/sn CPU Clock Cycles for a ProgramA = 4000 . 106 cycles CPU Clock Cycles for a ProgramB = 1,2 X 4000 . 106 cycle = 4800 . 106 cycles 4800 . 106 cycles Clock rateB = 800 . 106 Hz. = 800 Mhz 6 sn = Clock rateB NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©

NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ © kaynaklar NİŞANTAŞI ÜNİVERSİTESİ ©