컴퓨터 시스템 Performability 모델링

국문 초록 (Abstract)

Performability는 컴퓨터 시스템의 동적 행동을 분석하기 위한 지표로 성능분석에 고장과 복구를 고려한 신뢰도 및 가용도 분석을 함께 수행하는 지표이다. 컴퓨터시스템의 Performability는 성능 분석과 종속도를 결합하여 구성요소의 일부가 고장 나도 계속 작동될 수 있는 시스템의 점진적인 기능 상실을 고려한다. 종속도는 신뢰도와 가용도로 구성되며 가용도는 구성요소에 대한 고장 및 복구를 함께 고려할 때 계산된다. 신뢰도는 복구를 고려하지 않을 때 궁극적으로 시스템이 다운되는 경우를 고려하여 계산된다.
확장된 추계적 페트리 네트인 SRN (Stochastic Rewards Nets)은 시스템 분석을 위한 다양한 모델링 기능인 마킹종속, 다중금지 아크, 가드함수 등을 제공하며 적절한 보상율을 모델에 할당하여 원하는 성능지표를 쉽게 구할 수 있다. 컴퓨터 시스템의 Performability 분석을 위하여 SRN 모델을 개발하고 모델에 대한 해를 구한다. SRN은 SPNP에 의해 마르코프 보상 모델(Markov Reward Model)로 변환되며 마르코프 보상 모델의 수치적 해를 구하여 SRN에서 지정한 성능지표를 구한다. 성능 분석시 발생되는 상태폭발의 문제를 해결하기 위하여 분할에 의한 계층 모델링을 수행한다.
본 연구에서는 구조 상태모델로 시스템의 고장과 복구를 나타내는 상위계층 모델과 주어진 구조 상태에서 해당 시스템의 처리과정인 도착, 큐잉, 서비스를 나타내는 하위계층모델을 갖는 다중 프로세서 컴퓨터 시스템의 계층모델을 SRN을 적용하여 개발한다. 컴퓨터 가용도의 한 지표로써 NTL(Normalized Throughput Loss)를 구한다. NTL은 일부의 작업을 거부하고 버퍼가 가득차거나 시스템이 다운되는 것으로 정의한다.
본 논문의 기여도는 다음과 같다. 첫째, 성능분석을 위한 SRN 모델 개발 둘째, 신뢰도 및 가용도 모델 개발 셋째, 다중 프로세서 NTL 분석

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In performance analysis, one should take into account both pure performance and performance with failures. Stochastic Rewards Nets (SRN) that is an extension of stochastic Petri nets provides compact modeling facilities for such system analysis. It is a high level description language for formally specification of complex systems. In this study, we propose a new methodology - the hierarchial SRN model - to model and analyze performance of different computer systems.
Using hierarchical model composition, we can successfully avoid to analyze a large models. Heterogeneous model are combined by state-space methods for those parts of a system that require them, and "well-behaved" parts of the system are treated differently. The multiprocessor system with n processors are taken to analyse the performance in this study using our model. The system is able to detect a processor's failure and reconfigure the system for continuing operations. The Normalized Throughput Loss(NTL) is chosen for the performance measure and the simulation results are given using SPNP.
The main contribution of this dissertation are as follows: First, we develop a hierarchical SRN for performance analysis. Second, we present the readability and availability of proposed model. Third, multiprocessor NTL analysis is done as a proper example of our model.

목차 (Table of Contents)

• 제1장 서 론 1
• 제1절 연구배경 1
• 1.관련연구 2
• 제2절 연구내용 4
• 제2장 페트리네트 5
• 제1절 큐잉 모델과 추계적 프로세스 5
• 제2절 페트리네트 종류 9
• 제3절 SRN 분석방법 13
• 제3장 컴퓨터 시스템 performability 분석 18
• 제1절 performability 18
• 제2절 계층모델링 25
• 제3절 다중 프로세서 가용도 분석 26
• 1. 상위계층모델 26
• 2. 하위계층모델 29
• 제4장 결 론 31
• 참고문헌 32
• 부록 37
• SPNP 소스
• Abstract 48