Mục đích của các phƣơng pháp đánh giá hiệu năng là để dự đoán hoạt động của hệ thống. Khi xây dựng một hệ thống mới hoặc sửa chữa nâng cấp một hệ thống cũ, ngƣời ta phải sử dụng các phƣơng pháp đánh giá hiệu năng để dự đoán đƣợc ảnh hƣởng của nó đến hiệu năng của hệ thống đó.
Khía cạnh quan trọng nhất của đánh giá hiệu năng là đo đạc và theo dõi hiệu năng của hệ thống. Bằng việc quan sát theo dõi hiệu năng của hệ thống, ta có thể biết đƣợc hoạt động của hệ thống đó nhƣ thế nào, hoặc khi nào hệ thống quá tải. Điều kiện tiên quyết của việc đo đạc hiệu năng là hệ thống đó phải có các thông số có thể đo đƣợc. Một khía cạnh quan trọng khác nữa của việc đánh giá hiệu năng là trong quá trình đo đạc thông thƣờng ngƣời ta sẽ làm thay đổi chút ít, nhƣ khi thêm 1 vài thông số hoặc nhãn vào dữu liệu chẳng hạn. Điều này cũng có thể dẫn tới làm thay đổi hiệu năng của hệ thống đó.
Để đánh giá hiệu năng ngƣời ta chia làm ba phƣơng pháp theo dõi nhƣ sau: - Theo dõi bằng phần mềm (software monitoring): là trƣờng hợp các chức năng của quá trình theo dõi đƣợc cài đặt bằng 1 phần mềm.
- Theo dõi bằng phần cứng (hardware monitoring): là trƣờng hợp phải có thêm 1 vài thiết bị phù trợ để có thể theo dõi hệ thống.
- Theo dõi kiểu lai (hybrid monitoring): là tổng hợp của 2 loại trên.
Trong cả 3 trƣờng hợp trên, ngƣời ta thấy rằng việc theo dõi đều cần phải thêm các thiết bị đặc biệt và dù là phần cứng hay phần mềm thì cũng thƣờng rất đắt tiền.
Chính vì lý do này, ngƣời ta đã thay thế các phƣơng pháp trên bằng 1 giải pháp: đánh giá hiệu năng dựa trên mô hình (model-based performance evaluation), hay còn gọi là phƣơng pháp mô hình hóa. Việc mô hình hóa ở đây có thể hiểu là ngƣời ta sẽ tiến hành mô tả các thành phần của hệ thống 1 cách trừu tƣợng (về mặt toán học chẳng hạn), đồng thời cũng phải mô tả tƣơng tác của các thành phần của hệ thống cũng nhƣ tƣơng tác với môi trƣờng bên ngoài. Môi trƣờng bên ngoài ở đây có thể hiểu là con ngƣời hoặc các hệ thống khác và thƣờng đƣợc gọi là mô hình tải (workload model).
27
Mô hình (model) thông thƣờng hay quá trình mô hình hóa (modeling technique), thực chất chính là quá trình làm đơn giản hóa 1 hệ thống thực. Quá trình này có thể thực hiện bằng cách mô tả các hoạt động và trạng thái của hệ thống đó có kèm theo 1 số điều kiện, nhƣ là các điều kiện khởi đầu và điều kiện bờ cho trƣớc.
Đối với các hệ thống máy tính và truyền thông, để có thể mô hình hóa, trƣớc hết ngƣời ta phải xác định các thành phần của hệ thống đó. Tuy nhiên, đây là là 1 nhiệm vụ rất khó khăn và phải đối mặt với nhiều thách thức. Trên thực tế, không 1 cuốn sách nào có thể hƣớng dẫn chúng ta đƣợc cách xây dựng mô hình đánh giá hiệu năng chính xác cho tất cả các hệ thống máy tính và truyền thông cả mà chỉ có thể có 1 vài hƣớng dẫn tổng quan mà thôi. Ví dụ, việc lựa chọn 1 mô hình cụ thể sẽ phụ thuộc rất nhiều vào thông số cần đo đạc là gì. Sau khi trả lời đƣợc câu hỏi này, câu hỏi tiếp theo là chúng ta muốn đo thông số cụ thể đó nhƣ thế nào? Giá trị trung bình, phƣơng sai hay phân bố của thông số đó? Tùy thuộc vào từng thông số khác nhau mà ngƣời ta sẽ lựa chọn 1 mô hình cụ thể. Ví dụ đối với 1 hệ thống máy tính đa nhiệm (multiprogrammed computer system), để có thể đo đạc đƣợc thời gian trả lời trung bình, ngƣời ta phải sử dụng 1 mô hình khác với mô hình khi đo xác suất để thời gian trả lời lớn hơn 1 mức ngƣỡng nào đó. Trong trƣờng hợp các thông số đo đạc chung chung và không có yêu cầu cụ thể, thì mô hình có thể rất đơn giản. Nhƣng trong trƣờng hợp phải đo đạc các thông số chính xác, mô hình sẽ phải đƣa vào rất nhiều thành phần của hệ thống và sẽ trở nên rất phức tạp. Ngoài ra cũng cần phải nhấn mạnh thê rằng, trong rất nhiều trƣờng hợp, khi đánh giá hiệu năng theo phƣơng pháp mô hình, có rất nhiều thông số và khía cạnh của hệ thống đƣợc đo đạc nhƣng có thể sẽ không chính xác. Để giải quyết vấn đề này, ngƣời ta thƣờng đƣa ra 1 mô hình trừu tƣợng đơn giản chứ không lựa chọn 1 mô hình quá phức tạp mà không cung cấp đƣợc thông số đầu vào.
Sau khi đã xây dựng đƣợc mô hình, bƣớc tiếp theo là phân tích mô hình đó. Quá trình phân tích có thể sửa dụng nhiều kỹ thuật khác nhau. Các hệ thống truyền thông và máy tính trong thực tế thƣờng quá phức tạp để có thể đƣợc mô hình hóa và phân tích bằng các phép tính đơn giản. Trong rất nhiều trƣờng hợp, việc xây dựng mô hình và phân tích nó có thể đƣợc thực hiện nhờ sự trợ giúp của 1 số phần mềm.
28
Sau khi phân tích xong, các thông số đầu ra cũng cần phải đƣợc xem xét 1 cách chi tiết. Trƣớc hết các thông số đầu ra cần thỏa mãn yêu cầu ban đầu. Nếu các thông số đầu ra không thỏa mãn yêu cầu ban đầu, ngƣời ra sẽ phải lựa chọn 1 thông số khác nhƣng với độ chính xác khác. Một giải pháp nữa là có thể sử dụng kỹ thuật phân tích khác hoặc có thể thay đổi hẳn mô hình ban đầu. Việc đánh giá này có thể dẫn đến việc xem xét chỉ 1 bộ phân riêng biệt của hệ thống.
Điểm cuối cùng cần phải nhấn mạnh là việc đánh giá hiệu năng của hệ thống cũng cần gắn liền với việc theo dõi hiệu năng của hệ thống đó, đặc biệt khi hệ thống có sự thay đổi. Trong trƣờng hợp này, ngƣời ta có thể đo đạc 1 sự kiện của thể của hệ thống để xác định 1 vài thông số cụ thể. Các thông số này có thể đƣợc đƣa vào 1 mô hình để mô hình hóa hệ thống đó. Sau đó sử dụng mô hình này, các thông số thiết lập hệ thống sẽ đƣợc ƣớc lƣợng, qua đó có thể kết luận rằng hệ thống thật sẽ thích nghi nhƣ thế nào khi có sự thay đổi.