Показатели эффективности КС
В общем случае показатель эффективности функционирования компьютерной сети, как человеко-машинной системы, представляет собой количественно (реже качественно) оцениваемую характеристику с учетом: выходных временных, точностных и надежностных показателей трудовой деятельности человека-оператора (пользователей, управленческого и обслуживающего персонала сети); параметров и характеристик машины (аппаратных, программных и информационных средств сети, рассматриваемых с системных позиций); параметров и характеристик, определяющих условия функционирования сети. Ниже рассматриваются только количественно оцениваемые показатели эффективности КС.
Показатели эффективности сети W определяются процессами ее функционирования, они являются функционалом от этого процесса. В соответствии с конкретизацией понятия эффективности показатели множества W разделяются на три группы:
W={Wц, Wт, Wэ},
где - Wц– показатели целевой эффективности функционирования сети, или эффективности использования сети по целевому назначению; это количественная мера соответствия сети своему назначению;
Wт– показатели технической эффективности сети; это количественная мера, отражающая техническое совершенство КС;
Wэ– показатели экономической эффективности функционирования КС; это количественная мера экономической целесообразности использования сети.
Принадлежность того или иного показателя эффективности к одной из указанных групп не всегда бывает однозначной. Это определяется назначением сети и целями ее исследования.
Показатели целевой эффективности КС (Wц). Любая компьютерная сеть, используемая той или иной организацией (или отдельными людьми), прямо или опосредованно участвует в достижении целей деятельности этой организации, в решении конкретных задач. Показатели множества Wцпредназначены для количественной оценки степени этого участия. С их помощью оценивается эффект (целевой результат), получаемый за счет решения тех или иных прикладных задач с использованием общесетевых ресурсов (аппаратных, программных, информационных), а не с использованием других, менее эффективных, средств.
Показатели множества Wцотличаются большим многообразием. Для их количественной оценки применяются самые различные единицы измерения.
Примеры показателей целевой эффективности:
- временные показатели целевого использования сетевых структур в управлении деятельностью предприятия, характеризующие повышение оперативности управления. Это повышение достигается использованием вычислительных мощностей сети для оперативной реализации алгоритмов управления и коммуникационных средств для доставки результатов выработки управленческих решений по назначению;
- точностные (Wтн), надежностные (Wн) и временные (Wв) показатели, применяемые в системах специального назначения для оценки эффективности использования в них сетевых структур. Например, прирост (за счет использования сети) вероятности выполнения некоторого задания, сокращение времени на выполнение этого задания, повышение точности решения некоторой задачи;
- показатели целевой эффективности КС при решении задач планирования хозяйственной деятельности на различных уровнях (отрасль, подотрасль, объединение, фирма, предприятие и т.д.). Могут быть две группы этих показателей: а) показатели эффективности использования ресурсов сети для составления краткосрочных, текущих планов. Эффект определяется тем, что разработка планов при этом осуществляется быстрее, точнее и полнее, с учетом большего количества факторов; б) показатели эффективности использования сетевых структур для составления долгосрочных, перспективных планов. В этом случае эффект определяется не только тем, что разработанный с применением КС перспективный план будет получен быстрее и окажется точнее и полнее, но и тем, что он вообще стал возможным благодаря использованию сетевых ресурсов;
- показатели, характеризующие повышение качества продукции, технология производства которой включает использование КС (например, использование ЛКС на предприятиях);
- показатели, характеризующие экономику производства продукции с применением сетевых структур (например, повышение производительности труда, увеличение объема выпускаемой продукции, снижение ее себестоимости, увеличение доли экспортируемой продукции и т.д.), если цель использования КС заключается именно в улучшении характеристик производственно-хозяйственной деятельности предприятия или организации. В этом случае показатели целевой эффективности одновременно являются и показателями экономической эффективности.
Показатели технической эффективности КС (Wт). Показатели этой группы используются для оценки компьютерной сети как сложной аппаратно-программно-информационной кибернетической человеко-машинной системы при работе ее в различных режимах и условиях. При этом не принимается во внимание эффект, получаемый за счет реализации результатов решения задач (удовлетворения запросов) пользователей сети. Оцениваются только технические возможности КС. Оценка с помощью показателей Wтможет осуществляться как всей сети, так и отдельных ее систем, подсистем, звеньев и узлов.
Примеры показателей технической эффективности КС:
- Тзс– суммарная задержка в сети, вносимая в передачу данных пользователя, т.е. время доставки сообщения от отправителя к получателю. Эта задержка зависит от длины маршрута, скорости передачи электрических сигналов, несущих информацию, пропускной способности канала связи, времени на прием, обработку и передачу информации в каждом промежуточном узле связи;
- Vп– скорость передачи пакетов, т.е. количество пакетов, передаваемых по сети за единицу времени;
- Vпд– фактическая пропускная способность сети, т.е. средний поток данных, фактически передаваемых через сеть (измеряется в Кбит/с, Мбит/с). В отличие от физической пропускной способности канала или линии связи Vк, которая определяется возможностями и свойствами передающей среды и является одним из главных ее параметров, фактическая пропускная способность, естественно, зависит от величины Vк, но она определяется и многими другими факторами: используемыми методами доступа в передающую среду, загрузкой канала, задержкой передаваемой информации в промежуточных узлах связи и т.д.
Для оценки технической эффективности отдельных звеньев КС (узлов обработки, узлов связи, центров коммутации пакетов и т.д.), обслуживающих запросы пользователей сети, удобными оказываются следующие показатели.
1. Интегральная пропускная способность звена сети на отрезке времени [0,t]:
(1)
где nо(0,t), nп(0,t) - число запросов, соответственно обслуженных звеном сети на отрезке времени [0,t] и поступивших на этом же отрезке.
Она показывает, как в среднем звено сети справляется с обслуживанием входящего потока запросов от момента начала отсчета работы до некоторого момента t (например, за смену, сутки, месяц).
2. Динамическая пропускная способность предста-вляющая собой отношение числа запросов обслуженных звеном сети на сравнительно небольшом интервале дt к моменту времени к числу запросов поступивших в звено на том же интервале и к тому же моменту t:
(2)
Динамическая пропускная способность позволяет судить о том, как звено сети справляется с обслуживанием входящего потока запросов на любом заданном (наиболее характерном) отрезке времени к любому текущему моменту. Она дает возможность отслеживать работу звена сети в динамике и вырабатывать рекомендации по обеспечению ритмичности его функционирования.
3. Среднее время реакции звена сети на запрос пользователя - Тр. Оно складывается из времени ожидания обслуживания запроса и времени собственно обслуживания. Этот показатель очень важен для оценки эффективности системы обслуживания при работе в интерактивном режиме.
4. Максимально возможное число активных абонентов, т.е. абонентов, обращающихся с запросами на обслуживание в данный момент.
5. Коэффициент задержки обслуживания абонентов; это отношение среднего времени реакции на запрос абонента при максимальном количестве активных абонентов к этому же времени при минимальном их количестве.
Возможна ситуация, когда показатели технической эффективности звена сети одновременно являются и показателями целевой эффективности. Например, интегральная пропускная способность хозрасчетного звена сети, являющегося центром обработки информации (ЦОИ) по запросам пользователей. Поскольку удовлетворение каждого запроса сопровождается оплатой со стороны пользователей, для ЦОИ главной целью использования своих ресурсов является обеспечение максимальной пропускной способности. Но для пользователей, которые обращаются с запросами в ЦОИ, целевая эффективность будет определяться реализацией результатов решения задач по их запросам, т.е. тем, что находится за границами интересов ЦОИ.
Показатели экономической эффективности использования КС (Wэ). Для оценки экономической эффективности всей сети или отдельных ее элементов и звеньев могут использоваться две группы показателей: интегральные показатели и частные показатели.
С помощью интегральных показателей оценивается общий (суммарный, интегральный) эффект, а затем и интегральная экономическая эффективность КС (элемента или звена сети) с учетом всех капитальных и текущих (эксплуатационных) затрат и всей экономии за счет использования КС, т.е. по всем источникам прямой и косвенной экономии и по всем ее видам. Частные показатели необходимы для оценки частного экономического эффекта, получаемого по отдельным источникам экономии, которые создаются при внедрении новых аппаратных, программных, информационных средств или новых технологий работы КС.
В качестве интегральных показателей экономической эффективности КС можно рекомендовать давно апробированные показатели:
Эг- годовой экономический эффект, руб.;
г- среднегодовой экономический эффект, руб.;
Эп- полный экономический эффект за расчетный период, руб.;
Еэ- коэффициент экономической эффективности капитальных вложений (или единовременных затрат, имеющих характер капитальных вложений) на создание и внедрение всей сети или отдельных ее элементов (звеньев) или на совершенствование и развитие сети, 1/год;
Ток- срок окупаемости этих капитальных вложений, год.
Эти показатели могут быть как ожидаемыми (при априорной оценке), так и фактическими (при апостериорной оценке).
Величина Эгопределяется как разность приведенных затрат, связанных с созданием, совершенствованием и эксплуатацией некоторой системы (сети в целом, ее отдельных элементов и звеньев) для базового и рассматриваемого (исследуемого) вариантов. В качестве базовой выбирается такая система, которая аналогична (является прототипом) исследуемой системе по назначению, структуре, объему и характеру выполняемой продукции или предоставляемых услуг и считается лучшей на данном этапе развития подобных систем. Однако в базовой системе отсутствуют новейшие средства и технологии, внедрение которых повышает ее эффективность. Рассматриваемая (исследуемая) система отличается от базовой использованием новейших средств и технологий, эффективность которых следует оценивать.
Приведенные затраты Зппредставляют собой сумму текущих затрат С и капитальных вложений К, приведенных к одинаковой размерности с помощью нормативного коэффициента экономической эффективности капитальных вложений Ен:
Зп= С+Ен’”К. (3)
Следовательно,
Эг=Зп1-Зп2= (С1+ЕнК1)-(С2+ЕнК2) = (С1-С2)-Ен(К2-К1), (4)
где Зп1, Зп2- годовые приведенные затраты соответственно для базового и исследуемого вариантов системы;
С1, С2- годовые текущие затраты для этих же вариантов системы;
К2, К1- капитальные вложения для базового и исследуемого вариантов системы.
Величины Еэи Токопределяются по формулам:
Еэ= (С1-С2)/(К2-К1); (5)
Ток= 1/Еэ . (6)
Использование исследуемой системы экономически целесообразно, если выполняются условия
Еэ Енили Ток Тн,
где Тн- нормативный срок окупаемости капитальных вложений.
Расчет приведенных затрат по формуле (3), а следовательно, и расчет годового экономического эффекта по формуле (4) можно проводить только в простейшем случае, когда капитальные вложения осуществлены единовременно, а текущие затраты неизменны по времени. Более сложным и общим является случай, когда капитальные вложения осуществляются не единовременно, а в течение определенного периода, а текущие затраты изменяются в течение срока службы исследуемой системы. Этот случай приводится к простейшему с помощью коэффициентов приведения.
Оценка частного экономического эффекта от внедрения новых аппаратных, программных, информационных средств или новых технологий работы КС проводится с целью: обоснования экономической целесообразности их внедрения (особенно тех средств и технологий, экономическая эффективность которых вызывает сомнение и которые вместе с тем не дают сколько-нибудь заметного целевого эффекта, ради которого можно было бы пожертвовать экономическим эффектом); сравнения конкурирующих вариантов внедряемых средств и технологий по частным показателям, поскольку в ряде случаев именно эти показатели имеют решающее значение при выборе того или иного варианта.
Частные показатели отличаются большим многообразием. Примеры частных показателей: сокращение численности обслуживающего персонала всей сети или отдельных ее систем, элементов, звеньев за счет внедрения новых средств и технологий; годовая экономия на текущих затратах за счет продления эффективного срока эксплуатации сети, вызванного совершенствованием профподготовки ее обслуживающего персонала; годовая экономия на текущих затратах за счет реализации мероприятий, направленных на улучшение условий труда обслуживающего персонала и, следовательно, способствующих повышению эффективности их трудовой деятельности, и др.