SCHEDA INFORMATIVA

DI UNITÀ

Introduzione

Ottimizzazione

SISTEMA DI CALCOLO

Costi rilevanti

PREVISIONE

dell’effetto dei

MIGLIORAMENTI

<a>

<b>

<c>

L e attività esecutive

SISTEMA DI CALCOLO

SOTTO- ATTIVITÀ

•lettura dati

•Elaborazione/visualizzazione

•Comunicazione dei risultati

<a>

<b>

<d>

<e>

<f>

L e attività dell’esecuzione

SISTEMA DI CALCOLO

ATTIVITÀ ALTERNATE

SISTEMA DI CALCOLO

ATTIVITÀ ALTERNATE

•lettura

•elaborazione/visualizzazione

•comunicazione

<a>

PROGETTAZIONE e OTTIMIZZAZIONE

di un sistema di calcolo

La progettazione quantitativa

selezionare le sottounità cui destinare le risorse

<a> <b>

PROGETTAZIONE e OTTIMIZZAZIONE

di un sistema di calcolo

Ottimizzare le attività più comuni

selezionare le sottounità cui destinare le risorse

PROGETTAZIONE QUANTITATIVA

Miglioramenti globali più significativi

<a>

<b>

<c>

La progettazione quantitativa

INDAGINE ANALITICA

Individuazione delle

RISORSE PIÙ UTILIZZATE

OTTiMIZZAZIONE

<a>

<c>

<d>

PROGETTAZIONE e OTTIMIZZAZIONE

di un sistema di calcolo

selezionare le sottounità cui destinare le risorse

PROGETTAZIONE QUANTITATIVAMiglioramenti globali più significativi

Ottimizzare le attività più comuni

<b>

La progettazione quantitativa

ESEMPIO

NEVADA CALIFORNIA

MONTAGNE:20 ore

Ultime 200 miglia: Bici, macchina sportiva, veicolo a reazione

<a><b>

<c> <d>

<g><f>

<e>

Tempi globali

Veicolo Velocità massima inMiglia/ora

Tempo relativo all’ultimo tratto espresso in ore

Ore

A PIEDI 4 50.00 70.00

BICICLETTA 10 20.00 40.00

UTILITARIA 50 4.00 24.00

MACCHINA SPORTIVA 120 1.67 21.67

VEICOLO A REAZIONE 600 0.33 20.33

ESEMPIO

Ultimo tratto lungo 200 miglia

NEVADA CALIFORNIA

MONTAGNE: 20 ore

Ultime 200 miglia:

<b><d>

Bici, macchina sportiva, veicolo a reazione

<a><c>

Tempi globali

Veicolo Velocità massima inMiglia/ora

Tempo relativo all’ultimo tratto espresso in ore

Ore

A PIEDI 4 50.00 70.00

BICICLETTA 10 20.00 40.00

UTILITARIA 50 4.00 24.00

MACCHINA SPORTIVA 120 1.67 21.67

VEICOLO A REAZIONE 600 0.33 20.33

ESEMPIO

Ultimo tratto lungo 200 miglia

NEVADA CALIFORNIA

MONTAGNE: 20 ore

Ultime 200 miglia:

<d> <e>

Bici, macchina sportiva, veicolo a reazione

I limiti delle ottimizzazioni

Esiste un limite al miglioramento delle prestazioni globali?

Si, il limite è legato alla frazione del tempo nella quale le modalità ottimizzate possono venire

realmente impiegate

SISTEMA CON OTTIMIZZAZIONI

APPLICATE A PARTICOLARI

ATTIVITA’

<a>

<b>

<c>

Speedup

Prestazione con l’ottimizzazione

Prestazione senza l’ottimizzazioneSPEEDUP =

Tempo di esecuzione con l’ottimizzazione

Tempo di esecuzione senza l’ottimizzazione

SPEEDUP =

<a>

<b>

<c>

<d>

<e>

Legge di Amdhal

Tempo totale di esecuzione (Tv)

Attività A Attività B

F*Tv (1-F)*Tv

Attività A Attività B<b> <c>

<d>

<a>

<e>

TAottimizzato (1-F)*Tv

La legge di Amdhal

Tempo totale di esecuzione (Tn)

Attività A

Attività A

Attività B

Attività B

SPEEDUP OTTIMIZZATO =

<b>

F*Tv (1-F)*Tv

(1-F)*Tv

F*Tv

TAottimizzato

TAottimizzato

<a>

Speedup globale =

Tn = F*Tv /speedupottimizzato + (1-F)*Tv

(1-F) +(F/ speedupottimizzato)

La legge di Amdhal

Tv

Tn

1

<a>

Tempo di esecuzione

=

Tv

Tn=

(1-F)* TvTAottimizzato +

• E’ più efficace ottimizzare le modalità di funzionamento che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione

• Esiste un limite massimo al miglioramento ottenibile

OSSERVAZIONI

<a>

<b>

max Speedupglobale

LIMITE TEORICO ALLO SPEEDUP OTTENIBILE

Attività A Attività B

=

• Efficace ottimizzare le modalità di funzionamento che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione

• Esiste un limite massimo al miglioramento ottenibile

OSSERVAZIONI

(1-F)F*T

=

<a>

<c><d>

Speedup globale = (1-F) +(F/ speedupottimizzato)

1Tv

Tn=

(1-F)

1

<b>

OTTIMIZZAZIONE:

• aumento di 10 volte della velocità

• Ottimizzazione utilizzabile per il 40% del tempo

• QUALE È IL GUADAGNO COMPLESSIVO (SPEEDUPGLOBALE) CHE SI OTTIENE?

PREVISIONI

<a>

<b>

<c>

<d>

a) 400%

b) 56%

• 10 volte più veloce

• Utilizzabile per il 40% del tempo

Speedup globale =

0.6+(0.4/ 10)

Speedupottimizzato=10

F= 0.4 , (1-F) = 0.6

A LIVELLO GLOBALE SI OTTIENE UN MIGLIORAMENTO SOLO DEL 56%

= 1.56 1

PREVISIONI

<a>

<b>

<c>

<d>

<e>

Riepilogo

Ottimizzazioni

possibili solo su alcune attività

Ottimizzare solo le attività che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione

<a>

<b>

<c>

Riepilogo

Ottimizzazioni

applicate ad alcune attività

Legge di Amdhal:

Prevede l’effetto globale delle

ottimizzazioni sul sistema

Ottimizzare solo le attività che occupano la maggior parte del tempo di esecuzione

LIMITE MASSIMO DI GUADAGNO CONSENTITO DALLE OTTIMIZZAZIONI

<a>

<b>

<c>

Test di autovalutazione

1) Si supponga che l’esecuzione di un programma richieda lo svolgimento di tre attività –A, B, C- che occupano rispettivamente il 10%, 80% e il 10% del tempo di esecuzione. Avendo a disposizione un budget che consente di ottimizzare, nella stessa misura, solo una delle tre modalità di funzionamento, come destinereste le vostre risorsea) Tutte sull’attività Bb) Indifferentemente A o Cc) Uniformemente fra A, B e C

2) Si supponga che il tempo di elaborazione sia così ripartito fra due sottoattività: elaborazione 40% e accesso al disco 60%. Date due possibili ottimizzazioni A e B così caratterizzate:• A modifica della sola capacità di elaborazione con speedupottimizzato = 10• B modifica del solo disco con speedupottimizzato = 4

Quale affermazione è corretta?a) A è più vantaggiosa, ovvero porta ad uno speedup globale più elevato di Bb) B è più vantaggiosa, ovvero porta ad uno speedup globale più elevato di Ac) È preferibile lasciare il sistema invariatod) Le due soluzioni A e B sono equivalenti

Test di autovalutazione

Dato un sistema partizionabile in due sottoattività A e B, che impiegano rispettivamente il 20% e l’80% del tempo di esecuzione, quale è il limite teorico dello speedup globale che si può raggiungere ottimizzando solo l’attività B?a) Speedupglobale=80%

b) Speedupglobale=1/0.2=5

c) Speedupglobale=1/0.8=1.25

• In un sistema la CPU è usata per il 50% del tempo e il rimanente è destinato ad attese per operazioni di I/O.

• Si supponga di potere aumentare la velocità della CPU di un fattore 5 (senza influenzare I/O) con un costo 5 volte superiore. Se la CPU è un terzo del costo totale di un computer, dal punto di vista del rapporto costo/prestazioni è un buon investimento aumentare di 5 volte la velocità della CPU?

Approfondimento: costo/prestazioni

Analisi delle alternative

0.5 +

1

0.55

F/SUott

Speeupglobale= = 1.67

Incremento di costo =23

* 1 +

13

* 5 = 2.33

COSTO DEL RESTO DEL COMPUTER COSTO DELLA CPU

INCREMENTO (NULLO) DI COSTO

Incremento di costo

1-F

L’incremento globale del costo (2.33) è superiore all’incremento delle prestazioni (1.67). La modifica non migliora pertanto il rapporto costo-prestazioni