4.3.2. Эффективность

Эффективность – свойство ПС, отражающее требуемую производительность с учетом количества используемых вычислительных ресурсов в установленных условиях. Эти ресурсы могут включать другие программные продукты, аппаратные средства, средства телекоммуникации и т. п. Эффективность также характеризуется долей времени использования ЭВМ для решения основных функциональных задач ПС.

В стандарте ISO 9126:2 выделены две субхарактеристики качества, которые рекомендуется описывать в совокупности 22–мя в основном количественными атрибутами, отражающими динамику функционирования компонентов ПС на конкретной ЭВМ.

Временная эффективность – свойства ПС, характеризующие требуемые времена отклика и обработки заданий, а также пропускную способность при выполнении функций ПС в заданных условиях. Временная эффективность ПС определяется длительностью выполнения заданных функций и ожидания результатов в средних и наихудших случаях с учетом приоритетов задач. Она зависит от скорости обработки данных и от пропускной способности – производительности (табл.4.2).

Эти показатели качества тесно связаны с дисциплиной диспетчеризации и временем реакции (отклика) ПС на запросы при решении различных функциональных задач. Величина этого времени зависит от длительности решения совокупности задач центральным процессором ЭВМ, от затрат времени на обмен с внешней памятью, на ввод и вывод данных и от длительности ожидания в очереди до начала решения задачи. Эта субхарактеристика тесно связана с длительностью обработки типового запроса или с интервалом времени решения типовых или наиболее часто вызываемых функциональных задач ПС.

Пропускная способность комплекса программ на конкретной ЭВМ отражается числом сообщений или запросов на решение определенных задач, обрабатываемых в единицу времени, зависящую от характеристик внешней среды. Она зависит от функционального содержания ПС и конструктивной его реализации, тем самым может рассматриваться как один из внутренних показателей качества программ.

Используемость ресурсов – степень загрузки доступных вычислительных ресурсов в течение заданного времени при выполнении функций ПС в установленных условиях. Ресурсная экономичность отражается полнотой занятости ресурсов центрального процессора, оперативной, внешней и виртуальной памяти, каналов ввода–вывода, терминалов и каналов сетей связи.

Этот критерий определяется структурой и функциями ПС, а также архитектурными особенностями и доступными ресурсами ЭВМ. В зависимости от конкретных особенностей ПС и ЭВМ при выборе атрибутов может доминировать либо величина абсолютной занятости ресурсов различных видов, либо относительная величина использования ресурсов каждого вида при нормальном функционировании ПС.

Ресурсная экономия влияет не только на стоимость решения функциональных задач, но зачастую, особенно для встраиваемых ЭВМ, определяет принципиальную возможность полноценного функционирования конкретного ПС в условиях реально ограниченных вычислительных ресурсов. Несмотря на быстрый рост доступных ресурсов памяти и производительности ЭВМ, часто потребности в них для решения конкретных задач ПС обгоняют их техническое увеличение, и задача оценки и эффективного использования вычислительных ресурсов остается актуальной.

Качественным анализом с учетом влияния на функциональную пригодность можно определить предельные значения для основных атрибутов конструктивной характеристики – эффективность.

Используемость вычислительных ресурсов памяти и производительности ЭВМ ниже 50–70% нерентабельна и позволяет перейти на более дешевую ЭВМ с меньшими ресурсами. В то же время использование ресурсов более чем на 95% может приводить к значительным задержкам или отказам при решении низкоприоритетных задач. При нестационарных потоках заданий на решение основных функциональных задач ПС необходимы некоторые резервы памяти и производительности ЭВМ, что определяет рациональные значения используемости ресурсов в диапазоне 80–90% от максимальных значений.

Атрибут временной эффективности – время отклика на задание пользователя – непосредственно зависит от решаемых функциональных задач и в общем случае может устанавливаться в диапазоне от 0,1 секунды до нескольких десятков секунд. Эти значения зависят от динамических характеристик объектов внешней среды, для которых решаются функциональные задачи ПС. В административных, организационных системах может быть допустимо среднее время отклика в несколько секунд, а для оперативного управления динамическими объектами (самолетами, ракетами, АЭС) оно сокращается до десятых и сотых долей секунды. В соответствии с этими значениями времени отклика для пропускной способности может быть установлен диапазон 1 – 1000 заданий в минуту.