Glosario de terminos de Metodologıa para la

Evaluacion de Desempeno Computacional

Gamez Kelwin

Noviembre, 2012

1. Planificacion de Capacidad

El termino de capacidad se refiere a la produccion maxima de un sistema en un perıodo de tiempodeterminado. En funcion ello la planificacion tiene que ver con cuanta capacidad a largo plazo se necesita,cuando se necesita mas capacidad, donde deben estar emplazadas las instalaciones y como deben estarorganizadas las instalaciones . Cabe destacar que la capacidad proyectada o de diseno es la capacidad maximaconseguida bajo condiciones ideales y la capacidad efectiva o de operacion es la que espera alcanzar unaempresa segun sus limitaciones operativas [1].

Tareas de la planificacion de capacidad:

Definicion de objetivos, requerimientos y niveles de servicio

Caracterizacion de la carga de trabajo y desempeno actual

Prediccion de la carga de trabajo futura y anticipacion de crisis

Analisis de alternativas y tecnologıa emergente; calendario

De esta manera, se puede observar que sigue el siguiente esquema de ejecucion:

Demanda prevista.

Calcular la capacidad media.

Calcular la capacidad necesaria.

Desarrollar planes alternativos.

evaluar los planes de capacidad.

Elegir el mayor plan de capacidad.

Es el proceso de predecir los niveles de carga en los que el sistema se saturara y la determinacionde la solucion mas eficaz en coste que permita retrasar la saturacion del sistema lo mas posible.

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2. Caracterizacion de la Carga de Trabajo

Previo a la caracterizacion se debe saber que es la carga de trabajo tambien llamada workload, estaes el conjunto de todas las peticiones que el sistema recibe de su entorno durante un periodo dado.

El analisis de la carga desempena un papel fundamental en todos los estudios en los que hay quedeterminar ındices de rendimiento. Los cuales estan directamente relacionados con la carga y no puedenexpresarse independientemente de la carga.

Ahora bien, la caracterizacion de la carga de trabajo tiene como proposito entender las caracterısticasde la carga de trabajo que se proporcionan a un sistema y tambien determina una descripcion sintetizada(denominada modelo de carga de trabajo) de la carga global. En terminos resumidos, consiste en analizar lostipos de procesos y usuarios que hacen uso del sistema y determinar la manera en que consumen los recursos[2],[6].

3. Throughput

Cantidad de trabajo util ejecutado por unidad de tiempo en un entorno de carga determinado. Tasa(peticiones por unidad de tiempo) a la que el sistema sirve las peticiones [8].Por ejemplo:

I/O’s /seg.

Paginas descargadas/seg.

Tareas/seg.

Transacciones por segundo (tps).

4. Niveles de Servicio

Es conocido como Acuerdos de Niveles de Servicio (SLA), los cuales requieren de tecnologıas deinformacion para trabajar con los usuarios finales y ası definir la lista de servicios y los respectivos atributoscalificativos, ası como los tiempos de respuesta, disponibilidad, confiabilidad, tiempo de reparacion y loscostos. Toda esta informacion es especıfica para cada organizacion y son determinando por la parte gerencialy los usuarios [4].

Esta es una herramienta util para administrar los servicios de tecnologıas de informacion en variasformas:

1.- Planificacion: Se determinan lo que necesitan los niveles de servicio para poder subsistir.

2.- Aseguramiento: Mediante el monitoreo de los niveles de servicio para asegurar que estos cumplancon los requerimientos especificados y mediante la identificacion de los problemas cuando un nivel deservicio no los cumple.

5. Rendimiento o desempeno de sistemas computacionales

Es la capacidad de produccion de un determinado sistema. Debido al alto costo y complejidad deestos, existe una necesidad de tecnicas y herramientas para determinar las soluciones de equipamiento (soft-ware y hardware) mas adecuadas de acuerdo a un cierto presupuesto. Las cuales la capacidad de produccionhacia si punto optimal en la medida de lo posible [1].

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Segun [13] para poder evaluar el desempeno de un sistema de computacion y ası poder compararlorespecto a otro necesitamos definir y medir su rendimiento. Para poder cuantificar el rendimiento, necesita-mos determinar los factores que influyen en el desempeno del equipo de computo y ası definir una expresionque caracterice este rendimiento. Se denomina medida al valor obtenido mediante un instrumento de medi-cion confiable. Una medida “proporciona una indicacion cuantitativa de extension, cantidad, dimensiones,capacidad y tamano de algunos atributos de un proceso o producto”. El desempeno de un computador puedetener diferentes medidas de eleccion para diferentes usuarios. Por lo tanto su percepcion de rendimiento pue-de cambiar dependiendo de la situacion. Pero en general se puede definir el termino de Rendimiento comouna medida de que tan “bien” un sistema, o los componentes que lo constituyen, lleva a cabo las tareasasignadas.

6. Actualizacion de plataformas computacionales

Consiste en mejorar la situacion actual de un sistema, sea de hardware o software, de cambio metodosde produccion o inclusive de cambios en los procesos.

Pero el problema consiste en detectar cuando y por que es necesario una actualizacion: para ello serecurre al monitoreo de la produccion en el tiempo, evaluando con ello el crecimiento o decrecimiento quepudiese tener; muchas veces se realizan actualizaciones porque se preve un incremento en la demanda; otrasveces el proceso de migracion de tecnologıas de informacion (IT) se da por cambios en las leyes, o inclusivenuevos requerimientos de usuario [1].

7. Modelos matematicos y sus tipos

Un modelo matematico es una representacion idealizada de un problema, expresada en terminos desımbolos y expresiones matematicos. Al construir un modelo se intenta traducir la definicion del problemacomo relaciones matematicas.

Se pueden clasificar en dos tipos: los modelos matematicos deterministas y los estocasticos [14].

Deterministas : Estan formados por ecuaciones que ante un determinado juego de valores de los parametrosiniciales, reproducen siempre la misma solucion. Son los modelos mas comunes, tales como el del campoelectrico o el de la caıda libre que ya se menciono, o el del movimiento planetario. Las ecuacionesdiferenciales representan modelos de este tipo.

Estocasticos : Son aquellos que se componen por el procesamiento de gran cantidad de datos aleatorios queresponden a algun tipo de distribucion, no reproduciendo los mismos resultados a partir de identicosparametros iniciales. Se utilizan estos modelos cuando los sistemas se componen de gran cantidad deelementos cuyo comportamiento solo puede ser previsible en terminos estadısticos. Hay procedimientosde simulacion que pese a la enorme velocidad de las computadoras requieren de varios dıas o semanaspara su ejecucion, dada la gran cantidad de datos que hay que procesar.

A continuacion se mencionan algunos modelos matematicos en el area de evaluacion de desempenocomputacionales: Modelos de carga de trabajo, Customer Graph Behavior Model (CBMG), el modelo devisita del usuario personalizador (CVM), modelos de rendimiento, modelos de Markov,entre otros [5],[4].

8. Reglas de dedo o heurıstica

De acuerdo con ANSI/IEEE Std 100–1984, la heurıstica trata de metodos o algoritmos exploratoriosdurante la resolucion de problemas, gracias a los cuales las soluciones se descubren evaluando progresos

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intermedios, que son productos de la experiencia.

Tiene por objeto proporcionar directrices generales para la estimacion de la propiedad, la creacion deespacio, y otras necesidades requisito previo a la planificacion actual. No es un sustituto para la planificacionreal y el diseno. Una regla de oro es util solo en la toma de aproximaciones y no deben ser utilizadosdogmaticamente. Entender las variables que afectan los valores es esencial en la aplicacion a determinadassituaciones

9. Benchmark

Es un problema o estandar disenado para evaluar el rendimiento de un sistema de computadora, seasoftware y/o hardware [10].

En general, un benchmark es un programa o conjunto de programas representativos bien definidosque se ejecuta en diferentes sistemas y redes para evaluar o comparar rendimientos.

10. Demanda de servicio

Se refiere a la cuantıa global de bienes y servicios realizados o previstos por una colectividad [7].

Estos parametros especifican el tiempo total en promedio proporcionado por un servicio de acuerdo aun recurso especifico de los requerimiento de un clase dada. La demanda de servicio generalmente no dependende la carga de trabajo del sistema. En algunas situaciones, inclusive, puede haber cierta dependencia[4].

11. Clases de carga de trabajo

Las clases de carga de trabajo pueden ser caracterizadas como: transacciones, por lotes e interactivas[4]. La carga de trabajo por lotes es modelada como una clase cerrada en la cual la carga de trabajo intensaes representada por el numero de clientes de aquella clase que se encuentra en la cola [4].

12. Prediccion de capacidad

La prediccion ha de considerar la evolucion de la carga de trabajo y los niveles de servicios dedeseados. Ello quiere decir, que no hay que los problemas sucedan, hay que anticiparse a ellos manteniendola calidad del servicio y mejorando el rendimiento cuando sea necesario [8].

13. Overhead

Se produce sobrecarga o overhead cuando los recursos son usados por parte del sistema operativo,es decir, tiempo de calculo indirecto. Este tiene dos componentes: un componente constante y uno variable.El primero corresponde a aquellas actividades ejecutas por el sistema operativo, que no dependen del nivele carga del sistema. El componente variable de overhead corresponde a aquellas actividades que son depen-dientes del nivel de carga del sistema. Por ejemplo, cuando el numero de tareas se incrementa, el trabajorequerido por las rutinas de gestion de memoria se incrementa de igual manera [4].

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14. Respaldo/Recuperacion

En el area de tecnologıa de informacion (IT) este el termino respaldo se refiere al proceso de rea-lizacion de copias de seguridad del sistema para que cuando ocurra algun fallo o caıda del sistema puedarealizarse la debida recuperacion.

15. Colas del sistema

Es un conjunto de procesos que se encuentran ordenados y la espera para ser procesados. Masformalmente, es un conjunto de elemento interconectados. Una cola incluye la linea de espera y los recursosque provee el servicio a los clientes. Una cola puede ser abierta, mezclada o inclusive cerrada, dependiendode las clases de cliente [4].

16. Tiempo de respuesta

El tiempo que toma un sistema para dar respuesta a un requerimiento se denomina tiempo derespuesta [4].

17. Monitoreo/monitor

Es usado para medir sistemas computacionales bajo una cierta carga [11]:

Monitores de Software : programas que detectan los estados de un sistema; o conjuntos de instrucciones(sondas de software) que son capaces de detectar eventos.

Monitores de Hardware : dispositivos electronicos conectados en puntos especıficos del sistema, en dondedetectan las senales (niveles de voltaje o pulsos) que caracterizan el fenomeno en observacion.

18. Tiempo de servicio

Es el tiempo que el servidor tarda en atender el requerimiento del proceso [11].

19. Estrategias proactivas y reactivas

Las estrategias proactivas son aquellas en la que la organizacion toma la iniciativa de desarrollarnuevos productos, es decir,inicia desde su interior el movimiento de investigacion y desarrollo con un monito-reo constante para identificar oportunidades, en tanto las estrategias reactivas porque la razon y el estımulopara desarrollar nuevos productos provienen del exterior de la empresa,es decir, dependen de lo que haganotros competidores [12].

20. Polıticas y mecanismos

Un principio muy importante es la separacion entre polıtica y mecanismo. Los mecanismos determi-nan como realizar algo. Las polıticas deciden que se hara [15].

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21. Entonacion

Las alternativas para la planificacion de la capacidad suelen consistir en la adquisicion de masrecursos de computacion, mientras que las alternativas para la gestion de la capacidad consiste en ajustar lospatrones de uso, la reordenacion de la configuracion y cambiar los parametros del sistema para maximizar elrendimiento. El proceso de ajuste de parametros del sistema para optimizar el rendimiento tambien se llamael ajuste de rendimiento o entonacion [16].

22. Migracion

Es el proceso consistente en hacer que los datos y las aplicaciones existentes funcionen en unacomputadora, software o sistema operativo distinto.

23. Relacion costo/rendimiento

Es la relacion del equilibrio entre un buen desempeno computacional al menor costo posible [17].

24. Simulacion

Se designa ası a la experimentacion con un modelo para extraer conclusiones o realizar predicciones.Las simulaciones computacionales nos permiten “experimentar” con situaciones no accesibles a los sentidoso imposibles de crear en el laboratorio [14].

25. Disponibilidad

Se entiende como la capacidad del sistema para entregar los servicios cuando son requeridos, lo cualno implica que este cumpla con las especificaciones, elemento referido a la fiabilidad.

26. Trafico de red

Es un termino muy amplio y por lo general se refiere al uso de la red global en un momento dado.Sin embargo, puede referirse a transacciones especıficas, mensajes, registros o usuarios en cualquier tipo dedatos o red de telefonıa transmitidos a traves de una red [19].

27. Cuellos de botella

Es un estrechamiento que reduce el flujo a traves de un canal, los cuales se dan bajo diversas causasno solo por la carga de trabajo [20].

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28. Tiempo de retorno

Es la suma Tespera + Tservicio. Desde el punto de vista de un proceso en particular, el criterioimportante es cuanto le lleva completar el trabajo. El intervalo desde el momento de inicio hasta su final,es el tiempo de retorno. El Tiempo de Retorno es Mayor o Igual al Tiempo de Respuesta. El La respuestafuese solo 1 Bit, entonces, ambos tiempos serian iguales [18].

29. Confiabilidad

La confiabilidad de un sistema se tiene cuando se puede verificar que cumplen estos cuatro elementosfundamentales: disponibilidad, fiabilidad, seguridad y proteccion.

30. Latencia

Tambien conocido como retardo, es el tiempo que tarda un paquete entre dos puntos determinados,debido a los diferentes tipos de retardo que pueden presentarse.

31. Escalabilidad

Se considera que un sistema es escalable si hay una clara” forma de actualizar el sistema para manejarun incremento en el trafico mientras se mantiene un desempeno adecuado. En directo nos referimos a queningun sistema o cambios en el software de arquitectura deberıan estar obligados a actualizar el sistema [21].

32. Modelos de costo

Surge como una forma de orientar con mayor alcance la polıtica regulatoria para establecer loscostos mas adecuados segun el principio de casualidad de costos. Es decir que se trata de establecer unametodologıa sistematica especıfica con una serie de criterios basicos, procedimientos de imputacion y calculopara la determinacion de costos, apelando incluso a valores tecnicos estandar (coeficientes) actualizados paraesa determinacion de costos teoricos de un operador eficiente en un mercado dado (un paıs, un area local,etc.) [22].

33. Cluster Computing

Un cluster es un tipo de sistema de procesamiento paralelo compuesto por un conjunto de compu-tadoras interconectadas vıa algun tipo de red, las cuales cooperan configurando un recurso que se ve como“unico e integrado”, mas alla de la distribucion fısica de sus componentes. Cada procesador puede tenerdiferente hardware y sistema operativo [23].

34. Grid Computing

Es un “entorno de procesamiento virtual”, donde el usuario tiene la vision de un sistema de proce-samiento “unico” y en realidad trabaja con recursos dispersos geograficamente [24].

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35. E-Commerce

Proviene de los terminos en ingles Electronic Commerce o comercio electronico. Este concepto en-globa todas las actividades desarrolladas por medios electronicos que involucran directamente al consumidor,como ventas, proceso de ordenes de compra, administracion de las relaciones con los clientes y desarrollo deprogramas de lealtad comercial [25].

36. E-Bussines

El e-bussines incorpora el uso estrategico de las TIC (incluyendo, pero no limitandose, a internet)para interaccionar con clientes, proyectos, y socios a traves de la comunicacion multiple y los canales de dis-tribucion. Con la capacidad de capturar, ası como de utilizar la informacion procedente de canales multiples,el e-bussines ayuda a las empresas a maximizar cada interaccion y a mejorar continuamente la calidad deltrato con el cliente [26].

37. Dinamicas de grupo

Se refiere a las interacciones entre personas que hablan entre sı en un ambiente grupal. Las dinamicasde grupo pueden estudiarse en ambientes empresariales, de voluntarios, academicos y sociales. Siempre quehay tres o mas personas hablando juntas o interactuando, hay dinamicas de grupo [27].

38. ITIL v3

Las siglas de ITIL se corresponden a “Information Technology Infrastructure Library”, que podıamostraducir como la biblioteca de la infraestructura de las tecnologıas de la informacion. Fue desarrollado a finalesde los anos 80 por el Reino Unido dentro del departamento llamado OGC (Office of Government Commerce),antiguamente conocida como CCTTA (Central Computer and Telecommunications Agency).

Es un framework que describe las mejores practicas en el area de gestion de servicios de tecnologıade informacion (IT). Este framework tiene como funcion la gobernacion de la IT, y enfocado en las medidasde continuidad y mejora de de los servicios de IT [28].

39. Calidad del Servicio

La “calidad de servicio” es definida por la Union Internacional de Telecomunicaciones (UIT) comoel efecto global de la calidad de funcionamiento de un servicio que determina el grado de satisfaccion de unusuario de dicho servicio.

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Bibliografıa

[1] Universidad Simon Bolıvar (2004). Planificacion de Capacidad (2004). Recuperado el 6 de noviem-bre de 2012 de http://prof.usb.ve/nbaquero/Capacidad.pdf.

[2] Universidad de Valladolid, Dpto. Informatica (2010). Carga de trabajo. Recuperado el 6 de noviem-bre de 2012 de http://www.infor.uva.es/ miguelv/eesi/mat/04.1-Carga-1.pdf

[3] Universidad de Valladolid, Dpto. Informatica (2010). Caracterizacion de la carga. Recuperado el 6de noviembre de 2012 de http://www.infor.uva.es/ miguelv/eesi/mat/04.2-Carga-2.pdf

[4] Menasce, D.; Almeida, V. (2004). Perfomance by Design: Computer Capacity Planning by example.New Yersy, EEUU: Prentice Hall Proffesional Technical Reference.

[5] Sen, R. (2010). Operations Research: Algorithms and Applications. New Delhi, India: PHI Learning.

[6] Pentakalos , O.; Menasce, A. & Yesha, Y. (1996). Automated Clustering-Based WorkloadCharacterization. Recuperado el 6 de noviembre de 2012 de http://cs.gmu.edu/ menasce-/papers/NASAMassStorage1996.pdf

[7] Real Academia Espanola (s.f.). Recuperado el 6 de noviembre de 2012 dehttp://www.rae.es/rae.html

[8] Universidad de Valladolid, Dpto. Informatica (2010). Introduccion a la evaluacion de rendimien-to. Recuperado el 6 de noviembre de 2012 de http://www.infor.uva.es/ miguelv/eesi/mat/01.2-Introduc.pdf

[9] Computer Measurement Group Conference,Reno, NV, Dec. 2002

[10] Oxford Dictionaries. (s.f.). Recuperado el 6 de noviembre de 2012 dehttp://oxforddictionaries.com/?region=us

[11] Casas, I. (1997). Modelacion de Sistemas Computacionales. Recuperado el 7 de noviembre de 2012de http://www2.ing.puc.cl/ msc/apuntes/cap5/cap5.htm

[12] Lerma, A. (2004). Guıa para el desarrollo de productos: Una vision global (3ra Edicion). Mexico:Thonsom Learning.

[13] Laboratorio Docente de Computacion, Universidad Simon Bolıvar (s.f.). Introduccion al Paralelis-mo.Recuperado en mayo de 2012 http://ldc.usb.ve/ adiserio/ci4841/clases/Metricas.pdf.

[14] Kofman, H. A. (2000). Modelos y simulaciones computacionales en la ensenanza de la fısica. Recu-perado el 07 de mayo de 2012 disponible en http://www.fiq.unl.edu.ar/galileo/download/document-os/modelos.pdf.

[15] Silberschatz A.; Peterson J.; Galvin P. (1991). Sistemas Operativos Conceptos Fundamentales (3eraedicion). Madrid: McGraw Hill.

[16] Jain, R. (1991). Art of Computer Systems Performance Analysis Techniques for Experimental De-sign Measurements Simulation and Modeling. Wiley Computer Publishing, John Wiley & Sons,Inc.

[17] Rincon Corcoles L. & Rodrıguez-Aragon L. J. (s.f.). Medidas de rendimiento en loscomputadores. Recuperado el 7 de noviembre de 2012 de http://www.uclm.es/profesorado-/licesio/Docencia/ETC/15 MedidasRendimiento itis.pdf.

[18] Universidad del CEMA (2008). Simulacion de Sistemas Unidad 5: Planificacion. Recuperadoel 07 de noviembre de 2012 de http://www.ucema.edu.ar/u/rst/Simulacion de Sistemas/Teoria/-Unidad 5 Planificacion doc.pdf

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[19] Tanenbaum, A. (1997). Redes de computadoras. Mexico: Prentice-Hall.

[20] IBM (2004). Beyond performance testing part 7: Identifying the critical failure or bottleneck.Recuperado el 07 de noviembre de 2012 de http://www.ibm.com/developerworks/rational/-library/4259.html.

[21] Menasce, D. A. & Almeida, V. (2000). CHALLENGES IN SCALING E-BUSINESS SITES. Recu-perado el 07 de noviembre de 2012 de http://www.cs.gmu.edu/ menasce/papers/cmg00.pdf.

[22] Klein, G. (2007). Estudio sobre la aplicacion de Modelos de Costo en America Latina yEl Caribe. Recuperado el 07 de noviembre de 2012 de http://www.itu.int/ITU-D/finance/-costmodels/Klein %20study-SP.PDF.

[23] Frogner, K. Mandt, T. & Wethal, S. E. (2004). Cluster and grid computing: Accounting and bankingsystems. Recuperdo el 07 de noviembre de 2012 de http://www.mista.nu/files/cgc2004.pdf.

[24] Foster, I.; Kesselman, C.; Kaufmann, M. (November 18, 2003). “The Grid 2: Blueprint for a NewComputing Infrastructure”. The Morgan Kaufmann Series in Computer Architecture and Design(2da edition).

[25] Gaitan, J. J. & Pruvost, A. G. (2001). El comercio electronico al alcance de su empresa. Argentina.

[26] Siebel, T. M. (2001). Principios Del E-Business. Buenos Aires: Ediciones Granica S.A.

[27] Nazzaro, A & Strazzabosco, J. (2003). Dinamicas de grupo y Formacion de equipos. Re-cuperado el 07 de noviembre de 2012 de http://www.wfh.org/3/docs/Publications/Hemo-Org Resources/HOD4 Group Dynamics SP.pdf

[28] Cartlidge, A.; Hanna, A.; Rudd, C.; Macfarlane, I.; Windebank, J. & Rance, S. (2007). An Intro-ductory Overview of ITIL V3. USA: The UK Chapter of the itSMF.

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