0.4 Định thời biểu cpu  (Page 16/17)

Mô phỏng

Để đạt được sự đánh giá các giải thuật định thời chính xác hơn, chúng ta có thể dùng mô phỏng (simulations). Mô phỏng liên quan đến lập trình một mô hình hệ thống máy tính. Cấu trúc dữ liệu phần mềm biểu diễn các thành phần quan trọng của hệ thống. Bộ mô phỏng có một biến biểu diễn đồng hồ; khi giá trị của biến này tăng, bộ mô phỏng sửa đổi trạng thái hệ thống để phản ánh các hoạt động của các thiết bị, các quá trình và các bộ định thời. Khi sự mô phỏng thực thi, các thống kê hiển thị năng lực của giải thuật được tập hợp và in ra.

Hình IV‑8 Đánh giá các bộ định thời CPU bằng mô phỏng

Dữ liệu để định hướng sự mô phỏng có thể được sinh ra trong nhiều cách. Cách thông dụng nhất dùng bộ sinh số ngẫu nhiên, được lập trình để sinh ra các quá trình, thời gian chu kỳ CPU, đến, đi của quá trình,..dựa trên phân bổ xác suất. Sự phân bổ này có thể được định nghĩa dạng toán học (đồng nhất, hàm mũ, phân bổ Poisson) hay theo kinh nghiệm. Nếu sự phân bổ được định nghĩa theo kinh nghiệm thì các thước đo của hệ thống thật dưới sự nghiên cứu là lấy được. Các kết quả được dùng để định nghĩa sự phân bổ thật sự các sự kiện trong hệ thống thực và sau đó sự phân bổ này có thể được dùng để định hướng việc mô phỏng.

Tuy nhiên, một mô phỏng hướng phân bổ có thể không chính xác do mối quan hệ giữa các sự kiện tiếp theo trong hệ thống thực. Sự phân bổ thường xuyên hiển thị chỉ bao nhiêu sự kiện xảy ra; nó không hiển thị bất cứ thứ gì về thứ tự xảy ra của chúng. Để sửa chữa vấn đề này, chúng ta dùng băng từ ghi vết (trace tapes). Chúng ta tạo một băng từ ghi vết bằng cách giám sát hệ thống thực, ghi lại chuỗi các sự kiện thật (như hình IV.8). Sau đó, thứ tự này được dùng để định hướng việc mô phỏng. Băng từ ghi vết cung cấp cách tuyệt vời để so sánh chính xác hai giải thuật trên cùng một tập hợp dữ liệu vào thật. Phương pháp này có thể cung cấp các kết quả chính xác cho dữ liệu vào của nó.

Tuy nhiên, mô phỏng có thể rất đắt và thường đòi hỏi hàng giờ máy tính để thực hiện. Một mô phỏng chi tiết hơn cung cấp các kết quả chính xác hơn nhưng cũng yêu cầu nhiều thời gian máy tính hơn. Ngoài ra, các băng từ ghi vết có thể yêu cầu lượng lớn không gian lưu trữ. Cuối cùng, thiết kế, mã, gỡ rối của bộ mô phỏng là một tác vụ quan trọng.

Cài đặt

Ngay cả mô phỏng cũng cho độ chính xác có giới hạn. Chỉ có cách chính xác hoàn toàn để đánh giá giải thuật định thời là mã hóa (code) nó, đặt nó vào trong hệ điều hành và xem nó làm việc như thế nào. Tiếp cận này đặt một giải thuật thật sự vào hệ thống thật để đánh giá dưới điều kiện hoạt động thật sự.

Khó khăn chủ yếu là chi phí của tiếp cận. Chi phí bao gồm không chỉ mã hóa giải thuật và sửa đổi hệ điều hành để hỗ trợ nó cũng như các cấu trúc dữ liệu được yêu cầu mà còn phản ứng của người dùng đối với sự thay đổi liên tục hệ điều hành. Hầu hết người dùng không quan tâm việc xây dựng một hệ điều hành tốt hơn; họ chỉ đơn thuần muốn biết các quá trình của họ thực thi và dùng các kết quả của chúng. Một hệ điều hành thay đổi liên tục không giúp cho người dùng nhận thấy công việc của họ được thực hiện. Một dạng của phương pháp này được dùng phổ biến cho việc cài đặt máy tính mới. Thí dụ, một tiện ích Web mới có thể mô phỏng tải người dùng được phát sinh trước khi nó “sống” (goes live), để xác định bất cứ hiện tượng thắt cổ chai trong tiện ích và để ước lượng bao nhiêu người dùng hệ thống có thể hỗ trợ.