PEPSY-QNS ©
PEPSY-QNS
PEPSY-QNS ist das Performance Evaluation
and Prediction SYstem for Queueing
NetworkS. Mit ihm kann man Leistungsgrößen
von Wartenetzwerken berechnen.
Inhalt
- Inhalt
- PEPSY-QNS
- Netztypen
- Knotentypen
- Analyseverfahren
- Ergebnisse
- XPEPSY
- Was wird benötigt?
- Weitere Informationen
- On-Line-Hilfe
- Veröffentlichungen
- Kontaktadresse
Die folgenden Abschnitte beschreiben kurz, welchen Netz- und
Knotentypen PEPSY-QNS verarbeiten kann. Außerdem
wird eine kurze Charakterisierung der verfügbaren
Analysemethoden und eine Liste der bererechneten
Leistungsgrößen gegeben.
Netzwerktypen
- Folgende Netztypen kann PEPSY-QNS verarbeiten:
- offene Netzwerke,
- geschlossene Netzwerke,
- Netzwerke, die sowohl offene als auch geschlossene
Auftragsklassen enthalten
mit einer oder mehreren Klassen von Aufträgen. Das
Routing ist durch Besuchshäufigkeiten oder durch
Übergangswahrscheinlichkeiten festgelegt. Ein
Klassenwechsel der Aufträge ist nicht möglich.
- Verwendbare Knotentypen
- BCMP-Knoten (M/M/m-FCFS, M/G/1-Processor-Sharing,
M/G/.-Infinite-Server, M/G/1-LCFS)
- ./G/m-FCFS
- Knoten mit unterbrechenden oder nichtunterbrechenden
Prioritätsstrategien
- Multiple-Server-Knoten mit unterschiedlichen
Bedieneinheiten (M/M/m-FCFS-ASYM, M/G/m-FCFS-ASYM)
Der Ankunftsprozeß ist beschrieben durch sein erstes
und sein zweites Moment - durch die Ankunftsrate und den
Quadrierten Variationskoeffizienten.
Analysemethoden
Bis jetzt sind insgesamt mehr als 50 unterschiedliche
Analyseverfahren in PEPSY-QNS intergriert
worden. Sie lassen sich folgendermaßen einteilen:
- Methoden, die die Leistungsgrößen über
Zustandswahrscheinlichkeiten berechnen (Numerische
Analyse),
- Verfahren zur Berechnung der Leistungsgrößen
über die Normalisierungskonstante (Faltung,
RECAL - Recursion by Chain ALgorithm),
- Dekompositionsverfahren (Kuehn, Chylla, Whitt, Pujolle,
Gelenbe, Summ.., Marie, MEM - Maximum Entropie
Method),
- Produktformapproximationen (Diffusionsapproximation,
EPM - Erweiterte Produktformmethode),
- ABA - Asymtotic Bounds Analysis, BJB - Balanced Job
Bounds analysis,
- von der Mittelwertanalyse MVA abgeleitete Verfahren
(MVA, SCAT - Self Correcting Approximation
Technique) und
- zwei unterschiedliche Simulationsverfahren.
Berechnete Leistungsgrößen
Die Ausgabetabelle hat für alle Analysemethoden ein
einheitliches Format und besteht aus den folgenden Werten:
- Durchsatz (lambda)
- Besuchshäufigkeit (e)
- Mittlere Bedienzeit (1/mue)
- Auslastung (rho)
- Mittlere Verweilzeit (mvz)
- Mittlere Anzahl von Aufträgen (maa)
- Mittlere Wartezeit (mwt)
- Mittlere Warteschlangenlänge(mwsl)
Diese Leistungsgrößen werden für jeden Knoten
- für jede Auftragsklasse getrennt und
- aufsummiert über alle Auftragsklassen
aufgeführt.
Folgende Werte werden für jede Auftragsklasse und für das
Gesamtnetzwerk berechnet:
- Durchsatz (lambda)
- Mittlere Verweilzeit (mvz)
- Mittlere Anzahl von Aufträgen (maa)
Arbeiten mit PEPSY-QNS
PEPSY-QNS hat zwei unterschiedliche
Anwenderoberflächen. Zum einen die einfache interaktive
Terminaleingabe. Zum anderen gibt es ein komfortables graphisches
Front-End XPEPSY, das aber einen
Arbeitsplatz mit X-Windows benötigt.
Arbeiten mit XPEPSY
Anfang
Beim Beginn der Arbeit mit XPEPSY muß - wie beim
"normalen" PEPSY - die Modellierungsphase abgeschlossen
sein und ein Warteschlangennetzwerk vorliegen.
Dies ist das Begrüßungsfenster
des XPEPSY.
Erzeugen eines Wartenetzwerkes
Das Hauptfenster des XPEPSY enthält die
Arbeitsfläche. Dort werden die Bedienungssysteme plaziert und
die Übergangskanten gezogen. Im
Grafikeingabemenu
wird der aktuelle Editiermodus ausgewählt, z.B. Knoten erzeugen
oder Objekte löschen.
Nachdem die Topologie des Netzwerkes festgelegt ist, werden die
Daten der Bedienungssysteme im
Knotendaten-Dialog eingegeben.
Nach der Spezifikation aller Netzwerkparameter wird das Modell in
einer Datei abgespeichert und man wechselt in den
Analyse Modus zur Durchführung der Analysen.
Auswahl des Analyseverfahrens
Beim Wechsel in den Analysis Mode erscheint das
Analyse Menu
mit einer Liste der anwendbaren Analyseverfahren, die aus einer
internen Datenbasis über die Methoden durch den Vergleich mit
den aktuellen Netzwerkparametern gewonnen wird.
Für nicht anwendbare Verfahren kann der Grund erfragt werden,
weshalb eine Methode im aktuellen Kontext nicht verwendbar ist.
Durchführung der Analyse
Jetzt ist die eigentliche Analyse einfach durchzuführen. Durch
ein einfaches Anklicken des Methodennamens und des
"Analyse!"-Buttons wird die Berechnung gestartet.
Wenige Sekunden später erscheinen die Ergebnise der Analyse in
einem
Ergebnisfenster.
Nun kan man mit weiteren Analysen zum Vergleich der Ergebnisse mit
denen anderer Algorithmen fortfahren oder zum
Graphikeingabemenu
zurückkehren um z.B. durch Abwandlung des Modells Fallstudien
durchzuführen.
Das Programmsystem ist auf allen UNIX(TM)-Systemen einsetzbar.
PEPSY-QNS ist bereits auf vielen Hardwareplattformen
erfolgreich installiert worden, unter anderen auf HPUX, SunOS, IRIX,
AIX, Ultrix, SORIX und anderen.
Für die Installation des graphischen Front-End
XPEPSY wird X-Windows (mindestens Version 11R4) und das
Motif Widget-Set (Version 1.2 oder höher) benötigt.
On-Line-Hilfe
Das im PEPSY_QNS verfügbare Online-Hilfe-System kann jederzeit
waehrend der Arbeit mit dem Basissystem oder besser noch mit XPEPSY
aufgerufen werden. Die dort verfuegbaren Hilfetexte sind
hier zu erreichen.
Veröffentlichungen
Kirschnick, M.: XPEPSY-Handbuch;
Universität Erlangen-Nürnberg; Institut für Mathematische
Maschinen und Datenverarbeitung IV; Tech. Report; Sep. 1993;
(compr. Postscript, ~141kB).
Bolch, G., Kirschnick, M.:
PEPSY-QNS - Performance Evaluation and Prediction SYstem for
Queueing NetworkS; Universität Erlangen-Nürnberg;
Institut für Mathematische Maschinen und Datenverarbeitung IV;
Tech. Report TR-I4-21-92; Oct. 1992;
(compr. Postscript, ~266kB).
Bolch, G., Kirschnick, M.: PEPSY-QNS - Ein
Programmsystem zur Leistungsanalyse von Warteschlangennetzwerken
; In: Walke, B., Spaniol, O. [Eds.]: Messung,
Modellierung und Bewertung von Rechen- und Kommunikationssystemen
; Kurzberichte und Werkzeugvorstellungen zur
7.ITG/GI-Fachtagung Aachen, 21.-23. Sep. 1993; Aachener
Beiträge zur Informatik (Bd. 2), Verlag der Augustinus
Buchhandlung, Aachen 1993, pp. 216-220.
Kirschnick, M.: The Performance Evaluation and
Prediction SYstem for Queueing NetworkS - PEPSY-QNS; University of
Erlangen-Nuremberg; Institut für Mathematische Maschinen und
Datenverarbeitung IV; Tech. Report TR-I4-18-94; Jun. 1994;
(compr. Postscript, 60kB).
Kontaktadressen
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte per e-mail,
Telefon oder FAX direkt an
Dr. G. Bolch
oder
S. Kösters.
Matthias Roessler, Stephan Kösters