Für System-Optimierung und System-Design gibt es Verfahren, die man zwei Kategorien trennen kann:
1. Meß- und Analysesysteme,
2. Modellierungssysteme.
Meß- und Analysesysteme liefern statistische Daten, die zur Optimierung vorhandener Hardware und/oder Software benötigt werden. Es dürfte über 50 verschiedene Systeme geben, die von Herstellern und Software-Häusern angeboten werden. Darunter sind reine Meßsysteme, wie zum Beispiel Hardware- oder Software-Monitoren, als auch Meß- und Analysesysteme für Hardware und Software, die verschiedene Performance-Größen messen und detaillierte Meßwertanalysen erstellen. Untersucht und protokolliert werden wichtige Performance-Aspekte wie zum Beispiel:
- CPU-Ausnutzung.
- System Software Overhead
- Effizienz der Anwendungsprogramme
- Aktivität einzelner Elemente von Datenbanken
- Wartezeiten
- Kanalzeiten
- Aktivität des Supervisors
- Operator-Antwortzeiten etc.
Viele der Hardware/Software-Monitoren arbeiten mit einer Magnetbandeinheit, wie zum Beispiel X-RAY von Clasco Systems oder CPM 11 von Allied Computer Technology. Diese Monitoren ermitteln Anwendungen, bei denen Systemelemente unwirtschaftlich arbeiten, so daß gezielt Verbesserungen vorgenommen werden können.
Zweifellos ist ein solches Meßinstrument eine wertvolle Hilfe zur Auffindung von Systemschwächen, vorausgesetzt, die Meßmethodik ist einwandfrei.
Hier unterscheidet man zwei methodische Ansätze: Das Tracing und das Sampling.
Tracing heißt: Bei Eintreffen eines Ereignisses wird die Meßwerterfassung ausgelöst. Diese Art der Totalerfassung ergibt sehr genaue und detaillierte Meßprotokolle, beansprucht jedoch viel Speicherplatz. Um die Meßwerterfassung im Umfang zu reduzieren, kann man sich bei der Messung auf bestimmte Ereignisklassen beschränken.
Spitzenbelastungen
Sampling heißt: Die Gesamtlaufzeit wird in Zeiteinheiten zerlegt. Durch eine Zufallsauswahl wird eine Stichprobe von Zeiteinheiten gewonnen, die repräsentativ für Die Gesamtlaufzeit sein muß. Zufallsauswahl bedeutet, daß der Startpunkt zufällig bestimmt wird und die Messung in vorher definierten gleichmäßigen Intervallen erfolgt.
Statistiker werden einwenden daß man hier Stichproben zieht, ohne die Struktur der Grundgesamtheit zu kennen und sich kaum erkennbare Verzerrungen ergeben können. Die Praxis hat jedoch gezeigt, daß mit der Sampling-Technik die Ursachen für Spitzenbelastungen einzelner Systemelemente und damit Ansätze zur Optimierung wirtschaftlicher finden lassen als mit der Tracing-Technik.
Systemausnutzung
Etwa 20 Installationen in Deutschland hat ein Software-Monitor, der mit dem Sampling arbeitet, aufzuweisen:
SMS (Systems Measurement Software), das von Boole & Babage entwickelt wurde und von der CAP Deutschland GmbH vertrieben wird. SMS untersucht System-Ausnutzungsfaktoren wie
- Aufbau der Programme,
- Organisation der Konfiguration,
- Wirksamkeit der Durchführung,
- Qualität der Codierung,
- Datenorganisation,
- Zugriffsmethoden und vieles mehr.
Zur Analyse einer Stunde Laufzeit genügen SMS eine Stichprobe von 4000 Einheiten a 20 Millisekunden mit einem Ein-Sekunden-Intervall. Die ermittelten Werte haben bei 99prozentiger Wahrscheinlichkeit eine Fehlertoleranz von 1,5 Prozent.
Durch den Einsatz von SMS werden Laufzeitverkürzungen erreicht, die bei 20 bis 30 Prozent liegen können.
Neben den augenscheinlichen Vorteilen wie Kosten- und Zeiteinsparungen hat sich bei den Nutzern solcher Optimierungssysteme ein interessanter und langfristig wertvoller Nebeneffekt herausgestellt:
Durch den Rückkopplungseffekt werden Programmierer frühzeitig auf Fehler aufmerksam gemacht, die mit den üblichen Testverfahren nicht erkannt werden können, da sie nicht logischer Art sind, sondern die Laufzeit von Programmen unnötig verlängern. Und welcher Programmierer würde nicht gern laufzeitoptimierte Programme schreiben. Durch Tuning-Software kann er die sich nachteilig auswirkenden Programmiersünden erkennen und abstellen.