Modelado estocástico de las operaciones de entrada/salida sobre un disco

Abstract

Una de las técnicas más habituales de evaluación del rendimiento de los subsistemas de entrada/salida de un computador es la utilización de modelos de simulación detallados que tienen en cuenta características específicas de los dispositivos de almacenamiento como la geometría del disco, la división en zonas y los algoritmos utilizados por las políticas de la memoria caché del disco. No obstante, dichos modelos requieren una mayor carga computacional y además están basados en discos que difieren en sus características y prestaciones de los discos más actuales. Otra alternativa es el modelado del dispositivo de almacenamiento, incluyendo su caché, como un proceso estocástico. Esto permite la generación de los tiempos requeridos por las operaciones realizadas sobre el dispositivo con una menor carga computacional y con un alto nivel de fidelidad. De esta manera se puede alcanzar una mayor escalabilidad en la evaluación del rendimiento de subsistemas de entrada/salida mediante simulación. En este trabajo se presenta una evaluación y modelado de un disco de tamaño moderado (20 GB). Los resultados obtenidos demuestran que los tiempos de acceso al disco evaluado constituyen un proceso estocástico estacionario y que este hecho es independiente de la activación o no de la caché de disco. Asi mismo los resultados sugieren que, en ausencia de caché, los tiempos de acceso siguen una distribución normal. En cambio, en presencia de caché, el tiempo de acceso se puede modelar como la composición de varias funciones de distribución, debido al efecto de la propia caché. En ambos casos nuestro modelo se ajusta a los datos experimentales con un error cuadrático medio menor al 1%.