Các giải thuật phân tích đánh giá hiệu năng hệ thống sử dụng mô hình mạng hàng đợi

Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng MỤC LỤC MỤC LỤC L I C M O N L I C M N NH MỤC C C K HI U, C C CHỮ VI T TẮT NH MỤC C C NG NH MỤC C C H NH V , Ồ TH MỞ ẦU 10 CHƯ NG 1: MẠNG HÀNG ỢI VÀ ỨNG ỤNG TRONG ÀI TO N NH GI HI U NĂNG 12 1.1 Tổng quan đánh giá hiệu n ng hệ thống 12 1.2 Giới thiệu mô hình m ng hàng đợi 13 1.2.1 ầu vào mô hình 14 1.2.1.1 Mô tả khách hàng .14 1.2.1.2 Mô tả trung tâm dịch vụ .16 1.2.1.3 Yêu cầu dịch vụ 17 1.2.2 ầu mô hình .17 1.2.2.1 Thời gian lưu l i ( R ) 18 1.2.2.2 Thông lượng ( X ) 19 1.2.2.3 Mức độ sử dụng ( U ) 19 1.2.2.4 Chiều dài hàng đợi .20 1.2.3 Mô hình đơn / đa lớp 20 1.2.4 Một số hàng đợi 23 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng 1.2.4.1 Hàng đợi Markov M/M/1 23 1.2.4.2 Hàng đợi nhiều tr m dịch vụ: M/M/m .24 1.2.4.3 Hàng đợi có số khách hàng h n ch M/M/m/N/N (hàng đợi đóng) 26 1.2.4.4 Hàng đợi M/G/1 26 1.2.4.5 Các hệ thống có phản hồi 27 1.3 Mục đích luận v n 28 CHƯ NG 2: C C GI I THUẬT NH GI HI U NĂNG SỬ ỤNG MẠNG HÀNG ỢI 29 2.1 Phân tích giá trị trung bình (MV : Mean Value nalysis) 29 2.1.1 Mô hình đơn lớp .29 2.1.2 Mô hình đa lớp .33 2.2 Phân tích giá trị gần trung bình ( pproximate Mean Value nalysis) 38 2.2.1 Thuật toán Chow 39 2.2.2 Thuật toán ard-Schweitzer 39 2.2.3 Thuật toán Linearizer .40 2.2.4 Thuật toán e Souza-Muntz Linearizer 44 2.2.5 Thuật toán ggregate Queue Length ( QL) 45 2.3 Thời điểm phân tích 50 2.4 Các ứng dụng m ng đóng 55 2.5 Công cụ để đánh giá m ng hàng đợi 57 2.5.1 JMT (Java Modelling Tools) 57 2.5.2 Các tính n ng 61 2.5.3 Ki n trúc JMV JSIM 61 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng 2.5.4 Thi t k triển khai 64 2.5.4.1 Gói jmt.analytical .66 2.5.4.2 Gói jmt.gui.exact 74 2.5.4.3 Gói jmt.gui.exact.link 78 CHƯ NG 3: P ỤNG THỬ NGHI M PHÒNG HỌC NH GI HI U NĂNG H THỐNG NĂNG 79 3.1 Các mô hình ứng dụng thực t 79 3.2 Giới thiệu hệ thi t bị phòng học đa n ng VL 83 3.2.1 Thi t k m ng L N 84 3.2.2 Thi t k m ng âm 86 3.2.3 Phần mềm điều khiển Phòng học đa n ng AVLAB 2.0 .86 3.3 Mô hình hoá đánh giá hiệu n ng hệ thi t bị VL 3.3.1 Mô hình hoá hệ thi t bị VL 3.3.2 87 87 ánh giá số hiệu n ng hệ thi t bị VL 88 K T QU VÀ ÀN LUẬN 96 A K t luận 96 B Các vấn đề tồn t i luận v n 97 C Hướng phát triển luận v n 97 TÀI LI U TH M KH O 98 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng L I C M ĐO N Tác giả luận v n xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng tác giả luận v n đúc k t từ trình nghiên cứu từ việc tập hợp nguồn tài liệu, ki n thức học đ n việc tự thu thập thông tin liên quan liên hệ thực t t i đơn vị công tác Các số liệu, k t nêu luận v n trung thực chưa công bố bất k công trình khác Tác giả luận v n xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực Luận v n cảm ơn thông tin trích dẫn Luận v n rõ nguồn gốc Tác giả luận v n xin chịu trách nhiệm nghiên cứu Họ vi t i Qu Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi i u v T Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng L I CẢM N Trước tiên, tác giả luận v n xin gửi lời cảm ơn đ n tất quý thầy cô giảng d y chương trình đào t o th c s , Viện Công Nghệ Thông Tin Truyền Thông, i học ách Khoa Hà Nội, người truyền đ t cho tác giả ki n thức hữu ích đánh giá hiệu n ng hệ thống làm sở cho tác giả thực tốt luận v n Với lòng kính trọng bi t ơn, tác giả luận v n xin bày tỏ lời cảm ơn tới PGS.TS Hu nh Quy t Thắng khuy n khích, tận tình hướng dẫn thời gian thực luận v n Mặc dù trình thực luận v n có giai đo n không thuận lợi thầy hướng dẫn, bảo cho tác giả luận v n nhiều kinh nghiệm thời gian thực đề tài Tác giả luận v n xin gửi lời cảm ơn đ n Phòng Cơ khí iện tử Giải pháp m ng, Trung tâm Công nghệ Vi điện tử Tin học, Viện Ứng dụng Công nghệ nơi tác giả công tác giúp đỡ trình thu thập liệu thông tin luận v n Sau tác giả luận v n xin gửi lời bi t ơn sâu sắc đ n gia đình t o điều kiện tốt cho tác giả luận v n suốt trình học thực luận v n o thời gian có h n kinh nghiệm nghiên cứu khoa học chưa nhiều nên luận v n nhiều thi u, mong nhận ý ki n góp ý Thầy/Cô b n học viên Họ vi t i Qu Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi i u v T Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng NH MỤC C C K HI U C C CHỮ VI T T T C ữ vi t t t iễ iải ội du MVA Mean Value Analysis: Phân tích giá trị trung bình GUI Graphical User Interface: Giao diện đồ ho API Application Programming Interface :Giao diện lập trình ứng dụng XML Extensible Markup Language: Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng DOM Document Object Model: Mô hình đối tượng tài liệu LAN Local rea Network: M ng máy tính cục JMT Java Modelling Tools MHMH Mô hình m ng hàng đợi MH M ng hàng đợi KLCV Khối lượng công việc TTDV Trung tâm dịch vụ Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng NH MỤC C C ẢNG ảng Thuật toán 1: Giải pháp k thuật MV xác cho mô hình đơn lớp 32 ảng 2 Thuật toán 2: Giải pháp k thuật MV xác cho mô hình đa lớp 37 ảng Thuật toán 3: Thuật toán Linearizer Core 41 ảng Thuật toán 4: Thuật toán Linearizer 43 ảng Thuật toán 5: Thuật toán QL 49 ảng Ví dụ 1: o n mã để kiểm tra cần có tiêu chuẩn k t thúc thuật toán gần 68 ảng Ví dụ 2: o n mã từ SolverMultiClosedChow 70 ảng Ví dụ 3: o n mã từ SolverMultiClosed ardSchweitzer 71 ảng Ví dụ 4: o n mã sử dụng để giải quy t SolverSingleClosed MV 73 ảng 10 Ví dụ 5: o n mã sử dụng để giải quy t mô hình hàng đợi SolverSingleClosedAMVA .74 ảng 11 Ví dụ 6: ịnh ngh a bi n số hiệu n ng Kích thước lặp lặp l i mảng đề cập đ n k t trình lặp lặp l i phép phân tích What-If Sẽ có giá trị để phân tích bình thường, n giá trị cho phép phân tích What-If n số giá trị tham số điều khiển 77 ảng Số lượng yêu cầu dịch vụ mili giây cho tr m lớp hệ thống .80 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng NH MỤC C C H NH V ĐỒ TH Hình 1.1: Mô hình trung tâm dịch vụ hàng đợi .14 Hình 2: Mô hình mở .15 Hình 3: Mô hình đóng 16 Hình 4: Hàng đợi đơn giản .23 Hình 5: Chuỗi Markov hàng đợi M/M/1 23 Hình 6: Quá trình sinh tử hàng đợi M/M/1 .23 Hình 7: Hàng đợi có server 24 Hình 8: Lược đồ tr ng thái hàng đợi M/M/m 25 Hình 9: Mô hình hàng đợi M/G/1 26 Hình 10: Hệ thống có phản hồi 27 Hình 1: iểu đồ quần thể cho Exact MV 36 Hình 2.2: Giao diện JMT 58 Hình 2.3: Màn hình ban đầu JMV 60 Hình 2.4: Màn hình ban đầu JSIM .60 Hình 2.5: Ki n trúc JMT 62 Hình 2.6: Hệ thống cốt lõi sửa đổi JMV 62 Hình 2.7: Ki n trúc JSIM 63 Hình 2.8: Cấu trúc lớp thuật toán đa lớp 66 Hình 2.9: Cấu trúc lớp thuật toán đơn lớp 72 Hình 3.1: Mô hình hệ thống sử dụng cho trường hợp nghiên cứu k ho ch công suất 80 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng Hình 2: Thông lượng hệ thống toàn cục cho số lượng khách hàng lựa chọn trước, tính toán sử dụng k thuật thuật toán khác .81 Hình 3: Thời gian phản hồi hệ thống toàn cục cho số lượng khách hàng lựa chọn trước, tính toán sử dụng k thuật thuật toán khác 82 Hình 4: Mức độ sử dụng tr m/máy chủ cho số lượng khách hàng lựa chọn trước, tính toán MV xác ường thể máy chủ ứng dụng, đường cuối thể máy chủ web đường thể cho máy chủ liệu 83 Hình 5: Sơ đồ tổng thể hệ thi t bị .84 Hình 6: Sơ đồ k t nối với thi t bị ngo i vi 85 Hình 7: Mô hình hoá hệ thi t bị VL 87 Hình 8: ánh giá thông lượng máy Server máy Client Tải giao ti p Tải phần mềm .89 Hình 9: ánh giá mức độ sử dụng máy Server máy Client Tải giao ti p Tải phần mềm 89 Hình 10: ánh giá thời gian lưu l i máy Server máy Client Tải giao ti p Tải phần mềm 90 Hình 11: Thông lượng hệ thống 91 Hình 12: Thời gian lưu l i máy Server máy Client .92 Hình 13: Thời gian phản hồi máy Server máy Client 92 Hình 14: Mức độ sử dụng máy Server máy Client 93 Hình 15: Thông lượng máy Server máy Client .94 Hình 16: Thông lượng hệ thi t bị VL 94 Hình 17: Thời gian phản hồi hệ thi t bị VL 95 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Họ vi : Bùi Quang Thành Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng MỞ ĐẦU Cùng với xu hướng hội nhập phát triển đất nước ngày sâu rộng với th giới, phổ bi n hệ thống máy tính truyền thông có tác động sâu sắc đ n nhiều khía c nh khoa học k thuật sống người Hiện th giới nhờ ti n công nghệ cao, xây dựng hệ thống máy tính có khả n ng tính toán lớn siêu máy tính, tính toán lưới phục vụ cho việc nghiên cứu khoa học ứng dụng thực t ên c nh nhà sản xuất máy tính thay đổi công nghệ, cho th hệ máy tính có khả n ng tính toán với tốc độ nhanh Sự phát triển đáng kinh ng c công nghệ thông tin truyền thông n thấy cần phải có phân tích, đánh giá hiệu n ng hệ thống máy tính theo mục đích sử dụng khác Trong vài n m gần đây, máy tính hệ thống thông tin liên l c bước trở nên phức t p Kể từ ki n trúc client – server hệ phân tán thịnh hành nay, việc phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thống trở nên cực k quan trọng với nhiều lý khác Ch ng h n để đảm bảo hệ thống đáp ứng với tất công việc đặt ra, để kiểm tra hiệu sử dụng tất tài nguyên hệ thống, chí để đo lường tác động lên hệ thống có thay đổi ki n trúc phần cứng MHMH chứng minh cực k hữu ích việc thể xác hệ thống máy tính thực t sử dụng đặc tính MH , d dàng tính toán giải pháp thực cho hệ thống cần phân tích đánh giá Với cách ti p cận MHMH , hệ thống mô m ng lưới hàng đợi k t nối với nhau, nơi thành phần hàng đợi công việc hệ thống cần để phục vụ hàng đợi đ i diện cho nguồn tài nguyên hệ thống MH sử dụng rộng rãi để đánh giá hệ thống vậy, mô hình giúp hiệu n ng hệ thống tính toán xác Cho đ n gần đây, hiệu n ng hệ thống đánh giá xác cách sử dụng thuật Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 10 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng  Máy tr m phải có cấu hình tối thiểu sau: Tốc độ Vi xử lý MHz, ung lượng R M tối thiểu G , Ổ cứng 40 G , Card m ng để k t nối L N, Mainboard có b ng thông rộng  M ng đấu theo chuẩn hình ấu theo chuẩn giúp người sử dụng d quản lý, có khả n ng phân tách cố d dàng chi phí bảo trì thấp so với m ng đấu kiểu US Card m ng UTP với tốc độ 10/100Mbps Số lượng Switch, số lượng cổng/Switch phụ thuộc vào số lượng Cabin học viên  ường dây m ng: Tất Switch, máy chủ, máy in m ng máy tr m nối với cáp xoắn UTP Category Các đầu dây dùng đầu nối (connector) lo i RJ-45 Category-5 Dây cáp UTP, RJ-45 Cat5 cho phép tốc độ truyền liệu lên tới 100 Mbps  Các giao thức sử dụng m ng L N Protocol: Giao thức m ng sử dụng m ng L N TCP/IP Giao thức TCP/IP phục vụ việc k t nối máy chủ máy tr m  Các thi t bị ngo i vi bổ xung: Hệ thống cho phép k t nối thi t bị ngo i vi như: máy in Laser phục vụ in ấn, Scaner phục vụ liệu, quét ảnh lưu trữ học viên (ảnh học viên lên t i vị trí nhập đ ng nhập) Hình 3.6: Sơ đồ k t nối với thi t bị ngo i vi Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 85 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật 3.2.2 T i t k mạ GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng âm t  M ng âm bao gồm: 01 nguồn nuôi chuyên dụng, 01 hệ thống cáp 01 card chuyển đổi tín hiệu âm 01 máy tr m (Số lượng card phụ thuộc vào số lượng máy tr m) tổ hợp tai nghe  Nguồn nuôi hệ thống âm cung cấp điện chiều cho toàn hệ thống âm  Hệ thống cáp âm đấu theo chuẩn hình k t nối với card chuyển đổi tín hiệu âm bao gồm: Cáp dẫn nguồn nuôi cho hệ thống Card chuyển đổi âm gồm sợi 0,75mm Cáp udio lõi bọc kim chống nhi u, có độ bền cách điện 1KV, điện trở cách điện 200C lớn 2MG/KM; điện trở dẫn nhỏ 0,01768mm2/m  Card chuyển đổi tín hiệu âm gồm 02 khối chức n ng chính: Khối ti p nhận tín hiệu điều khiển từ máy chủ thông qua m ng L N Khối chuyển đổi tín hiệu âm thực việc truyền âm từ máy chủ tới máy tr m, máy tr m tới máy chủ máy tr m với 3.2.3 P ầ mềm điều k iể P ò ọ đ VL 2.0  Phần mềm điều khiển, quản lý thi trắc nghiệm cài máy chủ máy tr m, điều khiển thực toàn chức n ng chức n ng VL VL Các cụ thể sau:  Chức n ng giảng  Chức n ng quản lý  Thi trắc nghiệm  Chức n ng hệ thống  iều khiển từ xa Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 86 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật 3.3 Mô hình hoá đá 3.3.1 Mô ì oá GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng iá i u t i t bị VL B 2.0 t i t bị VL  Hầu h t hệ thi t bị VL 2.0 lắp đặt đưa vào sử dụng cho trường học nước sử dụng 40 đ n 50 máy tr m theo yêu cầu  Với hệ thi t bị sử dụng 40 đ n 50 máy tr m sử dụng máy chủ, router, switch có từ đ n 10 cổng switch tương đương với đ n 10 máy tr m học viên  Vì vậy, tác giả luận v n mô hình hoá hệ thi t bị VL với 45 máy tr m để đưa đánh giá đầy đủ, tổng quát xác Mô hình thi t lập gồm phần sau: máy server, router, switch 45 máy client hình 3.7  Số lượng máy tr m hệ thi t bị không đổi iều cho phép tác giả luận v n sử dụng mô hình đóng để mô hình hoá hệ thống Hình 3.7: Mô hình hoá hệ thi t bị VL Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 87 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật 3.3.2 Đá iá ỉ số i u GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng t i t bị VL 2.0  Sự phân phối yêu cầu máy chủ giả sử đồng Các yêu cầu chia thành lo i theo chức n ng hệ thi t bị: yêu cầu giao ti p từ máy tr m tới máy chủ (học sinh giao ti p với giáo viên) yêu cầu sử dụng phần mềm điều khiển (có chức n ng nêu trên) mô lớp mô hình hàng đợi, với máy chủ coi vị trí trung tâm/tr m  Vì yêu cầu giao ti p có khối lượng tải sở liệu so với yêu cầu sử dụng phần mềm điều khiển nên thi t lập hai lớp Tải giao tiếp Tải phần mềm tương ứng  ây ta phân tích đánh giá số hiệu n ng tổng thể hệ thi t bị JMVA sử dụng phép phân tích what-if thuật toán MVA xác  Với nội dung đánh giá đây, tham số đầu vào số lượng khách hàng nên tác giả luân v n không dán nhãn cho trục ngang đồ thị để tránh lặp l i, toàn trục ngang số lượng khách hàng t i thời điểm đánh giá  ầu tiên đánh giá thông lượng cho lớp máy Server lớp máy Client Vì vai trò máy Client trường hợp nên đánh giá đ i diện máy  ây giờ, ta phân tích yêu cầu hệ thống thay đổi Giả sử tỉ lệ số lượng yêu cầu Tải giao tiếp số lượng yêu cầu Tải phần mềm 2/8 (Trường hợp sử dụng chức n ng “Giảng bài” chức n ng “Thi trắc nghiệm” hệ thi t bị) Ta sử dụng phép phân tích what-if JMV để trình bày phân tích Thêm vào đó, xử lý mô hình sử dụng MVA xác thuật toán xấp xỉ (với dung sai = 0000001) Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 88 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng Hình 3.8: ánh giá thông lượng máy Server máy Client Tải giao tiếp Tải phần mềm  Như hình thể hiện, Tải giao tiếp với số lượng yêu cầu có tỉ lệ thấp KLCV sở liệu tải nên thông lượng Class tương đối thấp không đồng Còn Tải phần mềm, thông lượng ban đầu Class cao iều hoàn toàn bình thường Tải phần mềm đòi hỏi KLCV sở liệu tải lớn sau máy Client truy cập thành công vào máy Server hệ thi t bị vào ho t động ổn định thông lượng ổn định Hình 3.9: ánh giá mức độ sử dụng máy Server máy Client Tải giao tiếp Tải phần mềm  ối với mức độ sử dụng tải ta thấy thấp, chưa tận dụng h t hiệu n ng hệ thi t bị Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 89 ây điểm cần lưu ý muốn thay Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật đổi phần cứng GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng VL (có thể t ng số lượng máy tr m giảm cấu hình máy Server, máy Client) Hình 3.10: ánh giá thời gian lưu l i máy Server máy Client Tải giao tiếp Tải phần mềm  Ti p theo thời gian lưu l i hai tải, d dàng nhận thấy thời gian lưu l i hai class thấp, điều hoàn toàn d hiểu tốc độ m ng m ng L N cực cao Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 90 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng Hình 3.11: Thông lượng hệ thống  Cuối tính toán thông lượng hệ thống sử dụng phép phân tích what-if thuật toán MVA xác Ta thấy thông lượng hệ thống ban đầu mức trung bình Vì hệ thi t bị bắt đầu ho t động, lượng máy Client truy cập lúc nhiều sau máy Client truy cập thành công vào máy Server hệ thi t bị vào ho t động bình thường thông lượng ổn định mức thấp  Ở phần ti p theo, tác giả luận v n trình bày phần phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thi t bị sử dụng phép phân tính what-if JSIM Giả sử tỉ lệ số lượng yêu cầu Tải giao tiếp số lượng yêu cầu Tải phần mềm 5/5 (Trường hợp sử dụng chức n ng giao ti p giáo viên học sinh hệ thi t bị) Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 91 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng Hình 3.12: Thời gian lưu l i máy Server máy Client  Từ Hình 3.12 ta thấy thời gian lưu l i máy Client thấp, ngh a hệ thống ho t động nhanh, ổn định nên không nhiều thời gian phục vụ máy Client Hình 3.13: Thời gian phản hồi máy Server máy Client Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 92 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng  Thời gian phản hồi máy Server máy Client sau quãng thời gian đầu có xu hướng cao ch y ổn định, điều cho thấy hệ thi t bị ho t động bình thường tượng thắt nút cổ chai hệ thống Hình 3.14: Mức độ sử dụng máy Server máy Client  Vì trường hợp tỉ lệ số lượng yêu cầu Tải giao tiếp số lượng yêu cầu Tải phần mềm 5/5 (hệ thi t bị sử dụng cho mục đích giao ti p học sinh giáo viên) nên nhìn vào hình 3.14 ta thấy mức độ sử dụng máy Server máy Client thấp, gần không gây ảnh hưởng đ n đường truyền hệ thống Tương tự vậy, thông lượng máy thể hình 3.15 cho thấy cấu hình hệ thi t bị tốt Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 93 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng Hình 3.15: Thông lượng máy Server máy Client  Ti p theo, ta phân tích đánh giá thông lượng thời gian phản hồi toàn hệ thi t bị Hình 3.16: Thông lượng hệ thi t bị VL  Sau phân tích trên, ta nhận mà không cần thi t phải đánh giá JSIM thông lượng hệ thi t bị thấp số lượng yêu cầu Tải Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 94 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng giao tiếp tương đương với số lượng yêu cầu Tải phần mềm Trong yêu cầu sở liệu Tải giao tiếp thấp Tải phần mềm nhiều Hình 3.17: Thời gian phản hồi hệ thi t bị VL  Tuy nhiên, qua hình 3.17 ta l i thấy thời gian phản hồi hệ thống giai đo n khởi động cao, ngh a hệ thi t bị thời gian ngắn để ti p nhận yêu cầu cân tải tránh tắc nghẽn thắt nút cổ chai iều cần thi t hệ thi t bị cần ho t động thông suốt liên tục AVLAB 2.0  Qua phần phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thi t bị trên, tác giả luận v n nhận thấy hệ thi t bị hoàn toàn đủ khả n ng sử dụng toàn chức n ng đưa phần giới thiệu hệ thi t bị mà không lo gặp phải cố liên quan đ n phần cứng đường truyền m ng L N Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 95 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng K T QUẢ VÀ ÀN LUẬN A K t u  Luận v n tốt nghiệp tác giả với đề tài: “Các giải thuật phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thống sử dụng mô hình m ng hàng đợi” hoàn thành ề tài giải quy t vấn đề sau: 1) Tìm hiểu khái niệm, y u tố lý thuy t đánh giá hiệu n ng hệ thống 2) Tìm hiểu khái niệm, d ng khác mô hình m ng hàng đợi ứng dụng 3) Tìm hiểu, nghiên cứu xây dựng giải thuật đánh giá hiệu n ng hệ thống sử dụng mô hình m ng hàng đợi 4) Tìm hiểu, nghiên cứu ứng dụng Java Modelling Tools mô hình hoá hệ thi t bị phòng học đa n ng dùng m ng L N phục vụ cho việc phân tích đánh giá hiệu n ng 5) Ti n hành phân tích đánh giá hệ thi t bị VL để đưa k t hiệu n ng hệ thi t bị  Các k t đ t đề tài: 1) MH ề tài tổng hợp khái niệm lý thuy t MHMH , giải thuật sử dụng MHMH để phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thống Trên sở phân tích đặc điểm riêng, ưu nhược điểm giải thuật xác giải thuật xấp xỉ để đưa lựa chọn áp dụng MHMH 2) Tác giả đưa bước cụ thể để phân tích, đánh giá hiệu n ng mô hình ứng dụng thực t , vào chi ti t việc phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thi t bị phòng học đa n ng VL K t phân tích đánh giá cho thấy hiệu phương pháp trình sử dụng hệ thi t bị cho việc nâng cấp, sửa chữa thay th sau Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 96 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng B Cá vấ đề ò tồ tro u v  Mặc dù tác giả cố gắng với tất nỗ lực thân, giúp đỡ tận tình cán hướng dẫn ki n thức thời gian có h n nên việc xây dựng ứng dụng khó kh n sau:  Cần nghiên cứu, tìm hiểu k nên phân tích đánh giá có lớp sử dụng hệ thi t bị VL Khi sinh nhiều tình thực t có nhiều lựa chọn để phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thi t bị  Chưa nghiên cứu sâu nguyên lý ho t động, đề tìm giải pháp nhằm cải ti n hiệu ho t động ứng dụng Java Modelling Tools giải thuật khác hay áp dụng MHMH Tác giả tìm hiểu áp dụng giải thuật sử dụng trực ti p cho hệ thi t bị VL 20  Luận v n chưa mô nhiều ứng dụng thực t C Hướ  p át triể ủ u v o điều kiện cá nhân h n ch , nên vấn đề nghiên cứu “Các giải thuật phân tích đánh giá hiệu n ng hệ thống sử dụng mô hình m ng hàng đợi” khuôn khổ luận v n dừng l i nghiên cứu ban đầu Vì vậy, nghiên cứu ti p theo vấn đề tập trung triển khai theo hướng sau:  Tích hợp giải thuật nghiên cứu vào JMT đưa giao diện cho người sử dụng lựa chọn giải thuật để đánh giá hiệu n ng hệ thống so sánh giải thuật  Nghiên cứu thêm giải thuật khác để đa d ng hoá khả n ng đánh giá hiệu n ng JMT  Tìm hiểu sâu MHMH , thuật toán công cụ JMT để đánh giá hiệu n ng hệ thi t bị từ bắt đầu dự án xây dựng hệ thi t bị để đưa đánh giá chuẩn xác hơn, ti t kiệm chi phí hệ thi t bị sau đánh giá mô ho t động ổn định đầy đủ chức n ng, nâng cấp sửa chữa hệ thống n u có cố Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 97 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng TÀI LI U TH M KHẢO Java Modelling Tools - Users Manual (2013) Armin Heindl and Appie van de Liefvoort Moment conversions for discrete distributions Proc of PMCCS-6 Workshop (2003) B R Haverkort Performance of Computer Communication System John Wiley & Sons (1998) E de Souza e Silva and R R Muntz A note on the computational cost of the linearizer algorithm for queueing networks IEEE Transactions on Computers (1990) Edward D Lazowska, John Zahorjan, G Scott Graham, and Kenneth C.Sevcik Quantitative System Performance: Computer System Analysis Using Queueing Network Models (1984) Edward D Lazowska, John Zahorjan, and Kenneth C Sevcik Computer system performance evaluation using queueing network models Annual review of computer science (1986) Giuliano Casale Exact analysis of performance models by the method of moments Performance Evaluation (2011) Giuliano Casale On single-class load-dependent normalizing constant equations Proc of QEST (2006) Giuseppe Serazzi Performance Evaluation Modelling with JMT: learning by examples Politecnico di Milano – DEI (2008) 10 John Zahorjan, Derek L Eager, and Hisham M Sweillam Accuracy, speed, and convergence of approximate mean value analysis Performance Evaluation (1988) 11 K Mani Chandy and Doug Neuse Linearizer: a heuristic algorithm for queueing network models of computing systems Communications of the ACM (1982) Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 98 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng 12 L Kleinrock Queueing System - Volume II: Computer application John Wiley & Sons (1976) 13 Marco Bertoli, Giuliano Casale, and Giuseppe Serazzi Jmt: performance engineering tools for system modelling ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review (2009) 14 O C Ibe, H Choi and K S Trivedi Performance Evaluation of client-server systems IEEE Transactions on Parallel and Distributed System (1993) 15 Paul J Schweitzer Approximate analysis of multi-class closed networks of queues Proceedings of International Conference on Stochastic Control and Optimization (1979) 16 S Balsamo Product form queueing networks Lecture Notes in Computer Science (2000) 17 We-Min Chow Approximations for large scale closed queueing networks.Performance Evaluation (1983) Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 99 Họ vi : Bùi Quang [...]... Chương 1 M ng hàng đợi và ứng dụng trong bài toán đánh giá hiệu n ng  Chương 2 Các giải thuật đánh giá hiệu n ng sử dụng m ng hàng đợi  Chương 3 p dụng thử nghiệm đánh giá hiệu n ng hệ thống phòng học đa n ng t i Trung tâm Công nghệ Vi điện tử và Tin học Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 11 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng CHƯ NG 1: MẠNG HÀNG ĐỢI VÀ ỨNG ỤNG... nghẽn (ví dụ như hệ thống thông tin liên l c, máy tính và hệ thống sản xuất) và đánh giá hiệu n ng sử dụng của chúng Các đ i diện mô hình của các hệ thống này được sử dụng để tính toán các biện pháp thực hiện mô tả hiệu n ng hệ thống ao gồm mức độ sử dụng tài nguyên, thông lượng hệ thống và thời gian phản hồi [16] Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 13 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật  GVHD:... ứng dụng Java Modelling Tools và mô hình hoá hệ thi t bị phòng học đa n ng dùng m ng L N phục vụ cho việc phân tích đánh giá hiệu n ng 5) Ti n hành phân tích đánh giá hệ thi t bị VL 2 0 để đưa ra các k t quả hiệu n ng của hệ thi t bị Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 28 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng CHƯ NG 2: C C GIẢI THUẬT Đ NH GI HI U NĂNG SỬ ỤNG MẠNG HÀNG... hành thực hiện các nhiệm vụ như sau: 1) Tìm hiểu những khái niệm, những y u tố cơ bản của lý thuy t đánh giá hiệu n ng hệ thống (đã tìm hiểu trong chương này) 2) Tìm hiểu những khái niệm, các d ng khác nhau của mô hình m ng hàng đợi và các ứng dụng (đã tìm hiểu trong chương này) 3) Tìm hiểu, nghiên cứu và xây dựng các giải thuật đánh giá hiệu n ng hệ thống sử dụng mô hình m ng hàng đợi 4) Tìm hiểu,... tác giả luận v n sẽ chỉ được tập trung vào các thuật toán phân tích hiệu n ng cho các mô hình đóng Hình 1 2: Mô hình mở Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 15 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng Hình 1.3: Mô hình đóng  Như hình 1 2 và 1 3 đã thể hiện, ta có thể thấy đối với mô hình mở thì khách hàng có thể thoát khỏi hệ thống bất cứ lúc nào (khi đang được phục vụ... ng thái: đi vào hàng đợi ( thời gian chuẩn bị để đi vào hàng đợi được gọi là thời gian gian suy ngh của hệ thống Z) hoặc đã ở trong hàng đợi và chờ được phục vụ 1.2.4.4 Hà đợi M/G/1 Hình 1.9: Mô hình hàng đợi M/G/1 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 26 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng  Trong mô hình này, các khách hàng sẽ đi dần ra khỏi hệ thống khi đang được... HI U NĂNG SỬ ỤNG MẠNG HÀNG ĐỢI  Các giải pháp của một MHMH thu được sau khi thẩm định là một tập hợp các biện pháp thực hiện để mô tả thời gian trung bình (hoặc dài h n) xử lý của mô hình ối với mô hình sản phẩm d ng MHMH , các giải pháp có thể được xác định theo phép phân tích Các k thuật được sử dụng để đánh giá chúng khác nhau đối với các mô hình mở và đóng  ối với mô hình mở (với KLCV của giao... bình cho mỗi khách hàng của hệ thống Hệ thống phục vụ như vậy là hệ thống không nhớ 1.2.4.2 Hà đợi iều trạm dị vụ: M/M/m  Ta xét hàng đợi chỉ có 2 server : Hình 1.7: Hàng đợi có 2 server  Với hàng đợi này ta có thể làm giảm thời gian lưu l i của khách hàng trong hệ thống [12] Ta có : 1 R  S  SpQ 2 Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 24 (1.7) Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS... suy ngh  Các mô hình với cường độ KLCV của giao dịch được gọi là mô hình mở, vì chúng có một luồng vô h n các khách hàng đ n, trong khi cường độ KLCV của một lô hoặc của thi t bị đầu cuối được gọi là mô hình đóng, như khách hàng tái lưu thông trong hệ thống và có một số lượng cố định Sự khác biệt là điều cần thi t như các phương pháp hoặc các thuật toán được sử dụng nhằm đánh giá các mô hình khác... khác biệt giữa các k thuật đề cập đ n các giải pháp liên quan đ n mô hình, chứ không phải là hệ thống máy tính của chính nó Hiện t i, tác giả luận v n tập trung vào các giải pháp k thuật chính xác Đề tài: Mô hình m ng hàng đợi Thành 30 Họ vi : Bùi Quang Luận v n th c s k thuật GVHD: PGS TS Hu nh Quy t Thắng  Các giải pháp k thuật chính xác k t hợp tính toán chiều dài hàng đợi tức thì một cách chính xác