Page 57 - สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์และระบบปฏิบัติการ
P. 57
การจ ัดเวลาซีพียูและก ารต ิดตาย 11-47
สำ�หรับข ่ายงานค อมพิวเตอร์ เครื่องให้บ ริการ (server) จะมี ready queue หรือ device queue ของต นเอง
ทำ�ให้ทราบถึงอัตราของการมาถึงของโพรเซส (arrival rate) และอัตราการให้บริการ (service rate) ทำ�ให้สามารถ
คำ�นวณอรรถประโยชน์ของซีพียู (CPU utilization) ค่าเฉลี่ยความยาวของคิว (average queue length) และ
เวลารอคอยเฉลี่ย (average waiting time) ได้เป็นว ิธีก ารที่เรียกว่า การวิเคราะห์ข่ายงานค ิว (queuing-network
analysis)
วธิ ีก าร วิเคราะห์ข ่ายงานค ิว
กำ�หนดให้ n เป็น ค่าเฉลี่ยความย าวของค ิว (average queue length) ไม่รวมโพรเซสที่กำ�ลังทำ�งานอ ยู่
W เป็น เวลารอค อยเฉลี่ย (average waiting time)
λ เป็น อัตราเฉลี่ยข องโพรเซสใหม่ที่มาถึงคิว เช่นเฉลี่ย 3 โพรเซสต่อวินาที
ถ้าการทำ�งานในข่ายงานอยู่ในภาวะปกติ จำ�นวนโพรเซสที่ออกจากแถวคอยต้องมีค่าเท่ากับจำ�นวนโพรเซส
ที่เข้าม าถ ึง
ดังน ั้น
n=λ*W
สมการท ี่ได้จากก ารว ิเคราะห์ข่ายงานค ิว เรียกว ่า สูตรล ิตเติ้ล (Little’s formula) ซึ่งม ีค่าเป็นจริงเสมอ
ตวั อย่างท ่ี 1 จงหาเวลาร อค อยเฉลี่ย โดยก ารว ิเคราะห์ข่ายงานค ิว
กำ�หนด ค่าเฉลี่ยค วามยาวของคิวเท่ากับ 14 โพรเซส
อัตราเฉลี่ยข องโพรเซสใหม่ท ี่มาถึงคิว 7 โพรเซสต ่อวินาที
วิธีคิด
ในท ี่น ี้กำ�หนด n = 14
λ = 7
จากสูตร n = λ * W
ดังน ั้น W = n / λ
แทนค ่า = 14/7 = 2 วินาที
ดังนั้น การหาเวลาร อคอยเฉลี่ย = 2 วินาที
อย่างไรก็ตามวิธีจัดโมเดลของคิว มีข้อจำ�กัดในการหาค่าการกระจายเวลาเข้าใช้ซีพียูและเวลาในการเข้าใช้
อุปกรณ์อินพุตหรือเอาต์พุตของโพรเซสต่าง ๆ ในระบบ โดยทั่วไปกำ�หนดโดยการประมาณค่า ดังนั้น ผลลัพธ์ที่ได้
จากก ารวิเคราะห์จ ึงเป็นค่าป ระมาณการ
3. วธิ ีจำ�ลองส ถานการณ์
วธิ จี �ำ ลองส ถานการณ์ (simulation) เปน็ ว ธิ กี ารจ �ำ ลองเหตกุ ารณโ์ ดยเขยี นโปรแกรมเพือ่ ส รา้ งต วั แ บบข องร ะบบ
คอมพวิ เตอรท์ ปี่ ระกอบด ว้ ยอ ุปกรณต์ า่ ง ๆ ด้วยโครงสรา้ งข อ้ มลู ท เี่หมาะส ม อกี ท ัง้ ก ำ�หนดต ัวแปรใหเ้ ก็บเหตุการณห์ รอื
สถิติต ่าง ๆ ของร ะบบเสมือนเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจ ริง ข้อมูลของโพรเซสต ่าง ๆ เช่น ช่วงเวลาประมวลผล เวลามาถ ึง
เวลางานเสร็จ และอื่น ๆ ถูกสร้างขึ้นเป็นตัวเลขแบบสุ่มโดยใช้ความน่าจะเป็นแบบคงที่ หรือแบบเอ็กโปเนนเชียล
หรอื แบบป วั ซ อง หรอื อ ืน่ ๆ จากก ารค �ำ นวณโดยโปรแกรม แตผ่ ลลพั ธท์ ไี่ ดจ้ ากก ารใชต้ วั เลขแ บบส ุม่ เหลา่ น อี้ าจไมถ่ กู ต อ้ ง
ม ากน ัก เนื่องจากข ้อมูลท ี่แท้จ ริงแ ตกต ่างจ ากข ้อมูลท ี่ได้จ ากก ารค ำ�นวณโดยโปรแกรม การแ ก้ไขน ั้นส ามารถก ระทำ�ได้
