計算機系統(tǒng)的性能建模與設計

Mor+Harchol?MBalter

在計算機系統(tǒng)設計過程中，決定使用何種調(diào)度策略、運行服務器數(shù)量以及每個服務器的運行速度等，往往是基于直覺，而非數(shù)學公式推導。更加科學地設計計算機系統(tǒng)，應首先為系統(tǒng)設計一個合理的模型，以確保系統(tǒng)滿足性能目標，然后進行計算機仿真與測試。本書基于目前已有的制造系統(tǒng)中的性能建模與設計方法，從排隊論及運籌學角度進行計算機系統(tǒng)的設計與建模。通過系統(tǒng)的理論與實例講解，加之300多個課后練習，力圖引發(fā)讀者關(guān)于計算機系統(tǒng)性能建模與設計的思考，并著手對現(xiàn)有的計算機系統(tǒng)進行分析，使讀者最終能夠創(chuàng)造自己的計算機系統(tǒng)。

全書共7部分，33章。第1部分 排隊論導論，包含第1-2章：1.分析建模能力中的激勵例子；2.排隊論術(shù)語。第2部分 必要的概率論背景知識，包含第3-5章：3.概率論綜述；4.產(chǎn)生隨機變量；5.樣本路徑、收斂性及平均。第3部分 簡單運算法則預測能力：假設一分析法（‘what If），問題與解答，包含第6-7章：6.Little法則與其他運算法則；7.修正分析：封閉系統(tǒng)中的假設一分析法（‘what If），問題。第4部分 從馬爾可夫鏈到簡單隊列，包含第8-13章：8.離散時間馬爾可夫鏈；9.遍歷理論；10.現(xiàn)實世界實例：Google、Aloha和Harder鏈；11.指數(shù)分布與泊松過程；12.向連續(xù)時間馬爾可夫鏈過渡；13.M/M/1排隊模型與泊松分布到達觀察平均時間。第5部分 服務器集群與網(wǎng)絡：多服務器多隊列系統(tǒng)，包含第14-19章：14.服務器集群模型：M/M/k與M/M/k/k服務器模型；15.服務器性能配置；16.時間可逆性與Burke定理；17.隊列網(wǎng)絡Jackson乘積形式；18.分類隊列網(wǎng)絡；19.封閉隊列網(wǎng)絡。第6部分 現(xiàn)實世界中的工作負載：多變性與大數(shù)據(jù)尾部，包含第20-27章：20.數(shù)據(jù)尾部引言：真實世界案例研究；21.階段型工作負載與矩陣分析方法；22.分時服務器網(wǎng)絡；23.M/G/1隊列與檢驗悖論；24.服務器集群任務分配策略；25.變換分析；26.M/G/1變換分析；27.服務器功耗優(yōu)化分析。第7部分 M/G/1隊列智能調(diào)度，包含第28-33章：28.性能指標；29.調(diào)度：非搶占式與不基于尺寸的策略；30.調(diào)度：搶占式與不基于尺寸的策略；31.調(diào)度：非搶占式與基于尺寸的策略；32.調(diào)度：搶占式與基于尺寸的策略；33.調(diào)度：最短剩余處理時間與公平性分析。

本書作者采用的是“問答式”寫作風格，對于專業(yè)術(shù)語詳盡地加以闡釋，并給出了諸多詳細解答的案例，提供了自成體系的闡述，使不同學科的非專家和研究人員易于閱讀、理解與接受。本書適合從事計算機科學、計算機工程、運籌學和應用數(shù)學等專業(yè)的高年級本科生和一年級研究生閱讀和參考。對于在排隊論、應用數(shù)學、運籌學及計算機科學領(lǐng)域的研究人員和專業(yè)人士，本書也將提供很有用的幫助。endprint