Gestionar el crecimiento y las condiciones ambientales. IFCT0510

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Gestionar el crecimiento y las condiciones ambientales. IFCT0510

Autora: Ester Chicano Tejada

1ª Edición

© IC Editorial, 2014

Editado por: IC Editorial

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ISBN: 978-84-16629-07-7

Nota de la editorial: IC Editorial pertenece a Innovación y Cualificación S. L.

Presentación del manual

El Certificado de Profesionalidad es el instrumento de acreditación, en el ámbito de la Administración laboral, de las cualificaciones profesionales del Catálogo Nacional de Cualificaciones Profesionales adquiridas a través de procesos formativos o del proceso de reconocimiento de la experiencia laboral y de vías no formales de formación.

El elemento mínimo acreditable es la Unidad de Competencia. La suma de las acreditaciones de las unidades de competencia conforma la acreditación de la competencia general.

Una Unidad de Competencia se define como una agrupación de tareas productivas específica que realiza el profesional. Las diferentes unidades de competencia de un certificado de profesionalidad conforman la Competencia General, definiendo el conjunto de conocimientos y capacidades que permiten el ejercicio de una actividad profesional determinada.

Cada Unidad de Competencia lleva asociado un Módulo Formativo, donde se describe la formación necesaria para adquirir esa Unidad de Competencia, pudiendo dividirse en Unidades Formativas.

El presente manual desarrolla la Unidad Formativa UF1892: Gestionar el crecimiento y las condiciones ambientales,

perteneciente al Módulo Formativo MF0484_3: Administración hardware de un sistema informático,

asociado a la unidad de competencia UC0484_3: Administrar los dispositivos hardware del sistema,

del Certificado de Profesionalidad Gestión de sistemas informáticos.

Índice

Portada

Título

Copyright

Presentación del manual

Índice

Capítulo 1 Gestionar el crecimiento

1. Introducción

2. Planificar las ampliaciones. Dimensionar los crecimientos futuros

3. Analizar el mercado en busca de las soluciones hardware que ofrece

4. Localizar a los prescriptores de mercado

5. Ejecutar las ampliaciones garantizando la mayor disponibilidad del servicio

6. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Capítulo 2 Establecer las condiciones ambientales adecuadas

1. Introducción

2. Conocer los factores ambientales que pueden afectar al funcionamiento de la instalación

3. Interpretar adecuadamente las necesidades ambientales del hardware

4. Comprobar la calidad del suministro industrial

5. Diseñar la ubicación de los equipos en la sala

6. Resumen

Ejercicios de repaso y autoevaluación

Bibliografía

Capítulo 1

Gestionar el crecimiento

1. Introducción

El rendimiento de las instalaciones de una organización depende de muchos factores, tanto físicos como lógicos.

Por ello conviene realizar un estudio profundo de los factores ambientales que afectan negativamente al sistema de información, tanto a los equipos informáticos como al sistema de comunicaciones establecido entre ellos.

Para el análisis de las condiciones ambientales es necesario realizar una profunda revisión de todos los parámetros críticos y de sus niveles para determinar cuáles tienen deficiencias y el origen de estas.

Además, existe la posibilidad de que los bajos niveles de rendimiento de un sistema de información no provengan de condiciones ambientales, sino que estén causadas porque el sistema se ha quedado pequeño y necesita ser ampliado.

Si es ese el caso, habrá que revisar el sistema de información para determinar qué elementos hay que ampliar y realizar un análisis de mercado que permita conocer las últimas tendencias y las mejores opciones de compra.

2. Planificar las ampliaciones. Dimensionar los crecimientos futuros

Antes de planificar la ampliación de un sistema de información es necesario evaluar sus prestaciones (rendimiento) para ver si se pueden mejorar o bien para comparar varios sistemas y elegir el más conveniente.

La evaluación del rendimiento debe ser objetiva para que los resultados obtenidos se puedan seguir comparando con rendimientos futuros y que no haya ningún error en la comparación.

Más concretamente, es aconsejable la evaluación objetiva del sistema a lo largo de su ciclo de vida y en especial en las siguientes fases:

1 Fase de diseño: en la planificación de implantación o ampliación de un sistema de información, antes de adquirir cualquiera de sus componentes, hay que analizar las distintas opciones existentes en el mercado y cuáles son sus características técnicas y económicas.

2 Fase de adquisición: una vez conocidas las prestaciones de los componentes, equipos y dispositivos disponibles en el mercado se debe analizar también cuáles son las necesidades que debe cubrir el sistema de información, cuáles son las configuraciones más adecuadas y qué alternativa de compra resulta más conveniente.

3 Fase de ampliación: cuando está el sistema implantado, y ya está en pleno funcionamiento, deben examinarse los problemas que se van presentando y determinar qué puede hacerse para solucionarlos:Reparar el componente que esté fallando.Cambiar los componentes del sistema necesarios para maximizar el rendimiento del sistema.

Para una correcta toma de decisiones en cuanto a componentes habrá que evaluar cuál va a ser su utilidad.

Por ejemplo, no es lo mismo el rendimiento necesario de una tarjeta gráfica para un trabajo de oficina básico que para un diseñador de animaciones gráficas: la tarjeta gráfica del equipo que utilice el diseñador deberá ser mucho más potente (aunque más cara) que la del trabajo de oficina básico.

Los objetivos más frecuentes de la evaluación de un sistema de información se muestran en la tabla siguiente:

2.1. Fases de evaluación de un sistema informático

Para la correcta evaluación de un sistema informático y determinar cuáles son los puntos críticos que es necesario revisar o ampliar, deben seguirse una serie de fases que se presentan a continuación.

Determinación de los objetivos

La medición del rendimiento de un sistema no tiene lógica si no se marcan previamente unos objetivos de modo que, antes de comenzar la evaluación, debe definirse claramente cuál es el sistema o las características que se quieren evaluar para que sea exclusivamente lo que se mida.

Por ejemplo, si quiere medirse el rendimiento de la memoria del sistema hay que extrapolar solo lo que le pertenece y quitar de la medición la influencia de los otros factores que puedan alterarla.

Listado de los servicios del sistema y sus resultados

Debe realizarse una lista de todos los servicios que ofrece el sistema de información y de todos los resultados que estos pueden ofrecer.

Un sistema puede dar tres tipos de resultados:

1 Resultado válido.

2 Resultado no válido.

3 No ofrecer resultado.

En las mediciones deberán cuantificarse las probabilidades o las veces que ocurren unos u otros resultados (tasa de ocurrencia).

Selección de métricas

Para que la evaluación sea correcta y pertinente deben utilizarse unas métricas que permitan la comparación de las prestaciones del sistema.

Selección de parámetros

Son dos los parámetros que pueden afectar a las prestaciones del sistema:

1 Sus características: que son las mismas para todos los sistemas con el mismo hardware.

2 Su carga de trabajo: que varía constantemente aunque se utilicen los mismos componentes.

Definición

Carga de trabajo

La carga de trabajo de un sistema de información es la cantidad de entradas que recibe y debe procesar en un período de tiempo determinado. Es la cantidad de aplicaciones que es capaz de soportar.

Determinación de los factores a analizar

Establecidos los parámetros, estos se irán variando a lo largo de la evaluación para determinar los distintos niveles de rendimiento del sistema.

Es conveniente conocer cuál es su rendimiento máximo para determinar si es verdaderamente necesaria una o varias ampliaciones de algún componente hardware.

Selección de las técnicas de evaluación

Existen varias técnicas de evaluación para un sistema de información:

1 Modelización.

2 Simulación.

3 Medición de un sistema real.

La técnica más habitual es el benchmark: una serie de programas que evalúan el rendimiento de un sistema utilizando cargas de trabajo genéricas. Debido a la dificultad de conocer previamente la carga de trabajo, los benchmark ofrecen varios paquetes que miden directamente distintas características del sistema.

Selección de la carga de trabajo

Atendiendo a los objetivos definidos se seleccionará la carga a la que se someterá el sistema para su evaluación.

Diseño del experimento

Se diseñan varios experimentos para los factores que se han decidido estudiar y se dividen en niveles los valores que estos pueden tomar.

Lo habitual es diseñar experimentos que tengan numerosos factores pero con un número reducido de niveles. Una vez determinado el factor que más influye en el experimento se profundiza su análisis y se evalúa nuevamente con una cantidad más amplia de niveles.

Análisis de los datos obtenidos

Las mediciones no sirven de nada si no se interpretan los datos que se han obtenido. Por ello deberán analizarse dichos datos para extraer una serie de conclusiones sobre el rendimiento general del componente evaluado.

Presentación de los resultados

A través de los resultados obtenidos deberá elaborarse un informe que exprese toda la evaluación realizada con recomendaciones y consejos basados en dichos resultados.

De este modo, si se recomienda ampliar la memoria de un disco duro con la compra de uno nuevo, a través del informe se obtiene el suficiente apoyo documental que refuerce la recomendación.

Actividades

1. Indique si las fases de evaluación de un sistema son las mismas para evaluar un componente hardware que una aplicación software. Argumente su respuesta.

2. Proponga ocasiones en las que sea posible que el sistema no ofrezca resultado ante una petición de servicio.

2.2. Decisión de las magnitudes, métricas y técnicas de evaluación

Los usuarios habituales del sistema de información suelen tener una idea aproximada de su rendimiento y de sus prestaciones, por lo que serán estos los que facilitarán la tarea de decidir qué magnitudes hay que medir y evaluar para saber si es necesaria una ampliación.

Dependiendo del tipo de usuario, las características a medir serán distintas. Por ejemplo, no utilizará lo mismo el administrador de una base de datos que un diseñador gráfico.

Sea como fuere, las características a evaluar se dividen en tres tipologías:

1 Variables internas: las variables internas son aquellas que están relacionadas directamente con las condiciones operativas del sistema en el momento de la evaluación. Las principales se describen a continuación:Factor de utilización: tiempo real de utilización de un componente.Solapamiento: tiempo de utilización simultánea de varios componentes.Sobrecarga (overhead): porcentaje de tiempo durante el que se han utilizado los dispositivos en tareas no relacionadas directamente con los trabajos en curso.Factor de carga de multiprogramación: tiempo de respuesta de un trabajo en entorno de multiprogramación respecto al tiempo de respuesta en entorno de monoprogramación. Mientras que en los entornos de monoprogramación solo se puede ejecutar un proceso en un único procesador, en los entornos de multiprogramación se permite la ejecución simultánea de múltiples procesos en un solo procesador.Factor de ganancia de multiprogramación: tiempo de ejecución de un grupo de trabajo en entorno de multiprogramación respecto al entorno de monoprogramación.Frecuencia de fallo de página: cantidad de fallos de página en un periodo determinado y en un sistema de memoria virtual paginada.Frecuencia de swapping: cantidad de programas expulsados de memoria en un tiempo determinado.Factores relacionados con la memoria caché de la CPU: cantidad de fallos de la memoria caché en un período determinado. Nota: las variables internas miden aspectos que, por lo habitual, no suelen ser visibles para un usuario básico. El responsable del sistema es el encargado de detectar deficiencias y evaluar estas variables.

2 Variables externas: hacen referencia a características físicas del sistema:Productividad (throughput): trabajo útil por unidad de tiempo, atendiendo a una carga determinada.Capacidad: máximo trabajo útil por unidad de tiempo, determina su nivel máximo de productividad.Tiempo de respuesta: tiempo de procesamiento de una tarea.

3 Variables relacionadas indirectamente con las prestaciones: se trata de variables que no evalúan directamente el rendimiento de un sistema:Disponibilidad: probabilidad de funcionamiento del sistema en un momento concreto.Fiabilidad: probabilidad de funcionamiento correcto en un período de tiempo determinado.Seguridad: nivel de correcto funcionamiento del sistema sin influir negativamente a otros componentes.Performabilidad: probabilidad de seguir funcionando el sistema con ciertas prestaciones en caso de producirse algún fallo.Facilidad de mantenimiento del sistema.

Nota

Estas variables no están directamente relacionadas con el rendimiento del sistema pero sí con su comportamiento, por lo que siempre es recomendable tenerlas en cuenta.

Aplicación práctica

Usted, como responsable de informática, quiere realizar una evaluación exhaustiva de los distintos sistemas que hay en su organización. Aunque usted sabe que las características físicas de los componentes del sistema son las adecuadas, le preocupa los fallos que puedan tener y las consecuencias que pueden ocasionar. ¿Qué variables deberá utilizar en la evaluación?

SOLUCIÓN

Sabiendo que las características físicas de los sistemas son las adecuadas, no es primordial evaluarlos utilizando variables externas.

Si lo que se pretende es medir los fallos de los componentes de los sistemas y la capacidad de recuperación de los mismos, lo más adecuado sería utilizar mediciones de variables relacionadas indirectamente con el rendimiento del sistema.

Algunas variables que podrían utilizarse para evaluar los parámetros deseados serían:

1 Disponibilidad, donde se evalúa la probabilidad de funcionamiento de un sistema en un momento determinado.

2 Fiabilidad, donde se evalúa de funcionamiento correcto en un período de tiempo determinado.

3 Seguridad, para conocer si el correcto funcionamiento del sistema puede afectar a otros componentes.

4 Performabilidad, para conocer en qué medida puede seguir funcionando correctamente el sistema en caso de producirse algún fallo.

Actividades

3. Indique qué variables utilizaría para evaluar el funcionamiento de un disco duro.

Selección de métricas

Cuando ya se tienen claros y definidos los objetivos de la evaluación del sistema informático (en este caso la verificación de necesidad de ampliar alguno de sus componentes), para empezar a proceder, hay que seleccionar las métricas de las prestaciones: cuáles van a ser los criterios que se utilizarán para la evaluación.

En un inicio se deben listar los servicios que ofrece el sistema para cada petición, que pueden ser los siguientes:

1 La petición se ha realizado correctamente.

2 La petición no se ha realizado correctamente.

3 La petición no se ha realizado.

Si la petición se realiza correctamente, ya se puede medir el rendimiento (prestación) del sistema de varios modos:

1 Responsividad (responsiveness): tiempo que ha tardado en ejecutarse la petición.

2 Productividad: tasa en la que se ha realizado el servicio.

3 Utilización: recursos que se han utilizado para realizar la petición.

Como se puede observar en el gráfico, aunque se puedan establecer varios tipos de mediciones, lo que se pretende medir es la velocidad del sistema, además de su fiabilidad y disponibilidad.

Por ejemplo, la fiabilidad del sistema puede medirse con el cálculo del tiempo medio que ocurre entre los fallos y la disponibilidad con el tiempo que no está disponible el sistema en un período concreto por culpa de dichos fallos (horas de no disponibilidad/año).

No siempre pueden utilizarse todas las métricas, por lo que se tienen en cuenta una serie de criterios que ayudan a la selección de las métricas más apropiadas para el componente que se va a evaluar:

1 Métricas que tengan un nivel bajo de variabilidad. Se deben seleccionar aquellas métricas que no varíen con frecuencia por no tener que medir las prestaciones constantemente.

2 Métricas entre las que no haya redundancia, que no sean dependientes entre sí.

3 Métricas que puedan ofrecer una visión completa de las prestaciones del sistema.

Sea cual sea el tipo de métrica que se vaya a utilizar, debe tenerse en cuenta su clasificación, distinguiendo entre:

1 Métricas más alto es mejor (HB – Higher is better): a mayor valor de la métrica, mejor es la prestación del sistema. Por ejemplo, la medición de la velocidad.

2 Métricas más bajo es mejor (LG – Lower is better): al contrario que la medida anterior, cuanto menor valor ofrezca la medición, mejor para el sistema. Por ejemplo, el número de fallos en un período determinado.

3 Métricas nominal es mejor (NB – Nominal is best): métricas en las que mejor es el sistema cuando su medición no es ni alta ni baja. Por ejemplo, la utilización de un recurso: si se obtienen valores altos significa que puede haber saturación y que los tiempos de respuesta también serán altos. Sin embargo, si se obtienen valores bajos, es señal de su infrautilización.

Actividades

4. Describa las diferencias fundamentales entre los conceptos de “responsividad”, “productividad” y “utilización”.

Aplicación práctica

Teniendo en cuenta que desea evaluar el tiempo que tarda un componente en procesar la información, ¿qué tipo de métrica utilizaría?

SOLUCIÓN

Teniendo en cuenta que el objetivo es que el componente tarde lo menos posible en procesar la información recibida el tipo de métrica que hay que utilizar es de “más bajo es mejor – lower is better/LB” ya que a menor tiempo de procesamiento, más calidad del elemento evaluado.

Técnicas de evaluación

La evaluación de un sistema de información no sigue una técnica predefinida, sino que existen varias de ellas que permiten adaptarse a las características y a los componentes que se pretenden evaluar.

Principalmente se distinguen tres técnicas habituales de evaluación de sistemas:

1 Monitorización: se utilizan herramientas de medición para obtener medidas reales de un sistema en funcionamiento. Las cargas de trabajo son reales.

2 Modelado: se utiliza cuando hay elementos del sistema que no están instalados o no están accesibles. Se diferencian dos tipos de técnicas de modelado:Técnicas analíticas: en las que se utilizan modelos matemáticos para definir el sistema.Simulación: en las que se utilizan herramientas que representan ciertas características del sistema.

3 Benchmark: para la medición se utilizan cargas estándar utilizadas habitualmente para la comparación de sistemas.

¿Qué técnica de evaluación utilizar?

La elección depende de las características que se quieren evaluar y del coste y tiempo que se está dispuesto a asumir:

1 Los métodos analíticos se utilizan sobre todo cuando se quieren modelar comportamientos poco habituales. La ventaja es la rapidez de su utilización.

2 Los modelos de simulación sirven para modelar la gran mayoría de aspectos pero requieren un tiempo y coste bastante elevados.

3 Las técnicas de benchmark suelen ser las más sencillas y habituales por la utilización de cargas estándar. Eso sí, hay que tener en cuenta que no representan cargas reales.

En la siguiente tabla se describen las ventajas e inconvenientes de las distintas técnicas de evaluación:

En el caso de planificar ampliaciones la mejor opción es la utilización de mediciones por su grado de exactitud: si se mide lo correcto y se extrapolan las mediciones adecuadamente los resultados obtenidos suelen ser bastante exactos. Las técnicas de simulación también son exactas pero la tarea de diseñar modelos es ardua, costosa y no suele compensar respecto al ahorro obtenido con las mediciones.

La utilización de técnicas de benchmark simplifica y agiliza el proceso, pero al utilizar cargas estándar los resultados no son precisos.

Actividades

5. Amplíe la información referente a las técnicas de benchmark y valore en qué ocasiones puede resultar interesante su utilización.

6. Busque herramientas comerciales que realicen las distintas técnicas de evaluación estudiadas.

Aplicación práctica

Usted se encuentra planificando una posible ampliación del sistema de información de su oficina, pero no tiene claro la técnica de evaluación del sistema a utilizar. Teniendo en cuenta que no dispone de mucho tiempo para la evaluación y que pretende utilizar datos exactos, ¿qué técnica utilizaría? ¿Podría emplearse la técnica de benchmarking? ¿Por qué?

SOLUCIÓN

La técnica de evaluación más indicada, si no se dispone de tiempo y se pueden utilizar datos exactos, es la utilización de técnicas analíticas. Son técnicas rápidas y exactas aunque los resultados que ofrecen son difíciles de validar.

Si lo que se pretende es la obtención de resultados en poco tiempo, la técnica de benchmarking también resulta útil ya que una de sus ventajas es la rapidez de ejecución. Sin embargo, esta técnica no ofrece resultados exactos, sino que los resultados obtenidos no son representativos y no muestran una imagen real del sistema. Por ello, sigue siendo más útil utilizar técnicas analíticas.

Caracterización de la carga de trabajo

Para determinar una futura carga de trabajo de un sistema y su rendimiento ante esta carga es necesario conocer cómo ha reaccionado cuando ha sido sometido a una carga real.

Si no se somete a esta carga real será necesario realizar estimaciones o recurrir a datos históricos de sistemas con características similares.

La carga a utilizar en las pruebas de evaluación (cargas de prueba) puede ser real o sintética, aunque suele utilizarse la sintética para poder reproducir situaciones futuras que evalúen el sistema para los objetivos definidos en la evaluación.

Nota

Si la carga de prueba es sintética debe representar a la carga real para mantener la validez de los resultados y conseguir una representación correcta de las características del sistema ante la evaluación.

Si se utiliza una carga sintética será necesario justificar su representatividad de la carga real. Para ello deberán medirse unas magnitudes de la carga real para que puedan ser comparadas con las obtenidas con carga sintética:

1 Tiempo de utilización de la CPU por unidad de trabajo.

2 Cantidad de operaciones de E/S por unidad de trabajo.

3 Orden de prioridad de los componentes de la carga.

4 Espacio de memoria requerido.

5 Ficheros en disco.

6 Número de usuarios.

7 Tiempo de CPU entre operaciones de E/S.