A Review on Software Performance Analysis for Early Detection of Latent Faults in Design Models

Organizations and society could face major breakdown if IT strategies do not comply with performance requirements. This is more so in the era of globalization and emergence of technologies caused more issues. Software design models might have latent and potential issues that affect performance of software. Often performance is the neglected area in the industry. Identifying performance issues in the design phase can save time, money and effort. Software engineers need to know the performance requirements so as to ensure quality software to be developed. Software performance engineering a quantitative approach for building software systems that can meet performance requirements. There are many design models based on UML, Petri Nets and Product-Forms. These models can be used to derive performance models that make use of LQN, MSC, QNM and so on. The design models are to be mapped to performance models in order to predict performance of system early and render valuable feedback for improving quality of the system. Due to emerging distributed technologies such as EJB, CORBA, DCOM and SOA applications became very complex with collaboration with other software. The component based software systems, software systems that are embedded, distributed likely need more systematic performance models that can leverage the quality of such systems. Towards this end many techniques came into existence. This paper throws light into software performance analysis and its present state-of-the-art. It reviews different design models and performance models that provide valuable insights to make well informed decisions

Extra Functional Properties Evaluation of Self-managed Software Systems with Formal Methods

Multitud de aplicaciones software actuales están abocadas a operar en contextos dinámicos. Estos pueden manifestarse en términos de cambios en el entorno de ejecución de la aplicación, cambios en los requisitos de la aplicación, cambios en la carga de trabajo recibida por la aplicación, o cambios en cualquiera de los elementos que la aplicación software pueda percibir y verse afectada. Además, estos contextos dinámicos no están restringidos a un dominio particular de aplicaciones sino que se pueden encontrar en múltiples dominios, tales como: sistemas empotrados, arquitecturas orientadas a servicios, clusters para computación de altas prestaciones, dispositivos móviles o software para el funcionamiento de la red. La existencia de estas características disuade a los ingenieros de desarrollar software que no sea capaz de cambiar de modo alguno su ejecución para acomodarla al contexto en el que se está ejecutando el software en cada momento. Por lo tanto, con el objetivo de que el software pueda satisfacer sus requisitos en todo momento, este debe incluir mecanismos para poder cambiar su configuración de ejecución. Además, debido a que los cambios de contexto son frecuentes y afectan a múltiples dispositivos de la aplicación, la intervención humana que cambie manualmente la configuración del software no es una solución factible. Para enfrentarse a estos desafíos, la comunidad de Ingeniería del Software ha propuesto nuevos paradigmas que posibilitan el desarrollo de software que se enfrenta a contextos cambiantes de un modo automático; por ejemplo las propuestas Autonomic Computing y Self-* Software. En tales propuestas es el propio software quien gestiona sus mecanismos para cambiar la configuración de ejecución, sin requerir por lo tanto intervención humana alguna. Un aspecto esencial del software auto-adaptativo (Self-adaptive Software es uno de los términos más generales para referirse a Self-* Software) es el de planear sus cambios o adaptaciones. Los planes de adaptación determinan tanto el modo en el que se adaptará el software como los momentos oportunos para ejecutar tales adaptaciones. Hay un gran conjunto de situaciones para las cuales la propiedad de auto- adaptación es una solución. Una de esas situaciones es la de mantener al sistema satisfaciendo sus requisitos extra funcionales, tales como la calidad de servicio (Quality of Service, QoS) y su consumo de energía. Esta tesis ha investigado esa situación mediante el uso de métodos formales. Una de las contribuciones de esta tesis es la propuesta para asentar en una arquitectura software los sistemas que son auto-adaptativos respecto a su QoS y su consumo de energía. Con este objetivo, esta parte de la investigación la guía una arquitectura de tres capas de referencia para sistemas auto-adaptativos. La bondad del uso de una arquitectura de referencia es que muestra fácilmente los nuevos desafíos en el diseño de este tipo de sistemas. Naturalmente, la planificación de la adaptación es una de las actividades consideradas en la arquitectura. Otra de las contribuciones de la tesis es la propuesta de métodos para la creación de planes de adaptación. Los métodos formales juegan un rol esencial en esta actividad, ya que posibilitan el estudio de las propiedades extra funcionales de los sistemas en diferentes configuraciones. El método formal utilizado para estos análisis es el de las redes de Petri markovianas. Una vez que se ha creado el plan de adaptación, hemos investigado la utilización de los métodos formales para la evaluación de QoS y consumo de energía de los sistemas auto-adaptativos. Por lo tanto, se ha contribuido a la comunidad de análisis de QoS con el análisis de un nuevo y particularmente complejo tipo de sistemas software. Para llevar a cabo este análisis se requiere el modelado de los cambios din·micos del contexto de ejecución, para lo que se han utilizado una variedad de métodos formales, como los Markov modulated Poisson processes para estimar los parámetros de las variaciones en la carga de trabajo recibida por la aplicación, o los hidden Markov models para predecir el estado del entorno de ejecución. Estos modelos han sido usados junto a las redes de Petri para evaluar sistemas auto-adaptativos y obtener resultados sobre su QoS y consumo de energía. El trabajo de investigación anterior sacó a la luz el hecho de que la adaptabilidad de un sistema no es una propiedad tan fácilmente cuantificable como las propiedades de QoS -por ejemplo, el tiempo de respuesta- o el consumo de energÌa. En consecuencia, se ha investigado en esa dirección y, como resultado, otra de las contribuciones de esta tesis es la propuesta de un conjunto de métricas para la cuantificación de la propiedad de adaptabilidad de sistemas basados en servicios. Para conseguir las anteriores contribuciones se realiza un uso intensivo de modelos y transformaciones de modelos; tarea para la que se han seguido las mejores prácticas en el campo de investigación de la Ingeniería orientada a modelos (Model-driven Engineering, MDE). El trabajo de investigación de esta tesis en el campo MDE ha contribuido con: el aumento de la potencia de modelado de un lenguaje de modelado de software propuesto anteriormente y métodos de transformación desde dos lenguajes de modelado de software a redes de Petri estocasticas

Parameter dependencies for reusable performance specifications of software components

To avoid design-related per­for­mance problems, model-driven performance prediction methods analyse the response times, throughputs, and re­source utilizations of software architectures before and during implementation. This thesis proposes new modeling languages and according model transformations, which allow a reusable description of usage profile dependencies to the performance of software components. Predictions based on this new methods can support performance-related design decisions

Coupled model transformations for QoS enabled component-based software design

This thesis presents the Palladio Component Model and its accompanying transformations for component-based software design with predictable performance attributes. The use of transformations results in a deterministic relationship between the model and its implementation. The introduced Coupled Transformations method uses this relationship to include implementation details into predictions to get better predictions. The approach is validated in several case studies showing the increased accuracy

Predicting software performance in symmetric multi-core and multiprocessor Environments

With today\u27s rise of multi-core processors, concurrency becomes a ubiquitous challenge in software development.Performance prediction methods have to reflect the influence of multiprocessing environments on software performance in order to help software architects to find potential performance problems during early development phases. In this thesis, we address the influence of the operating system scheduler on software performance in symmetric multiprocessing environments

Configurable Software Performance Completions through Higher-Order Model Transformations

Chillies is a novel approach for variable model transformations closing the gap between abstract architecture models, used for performance prediction, and required low-level details. We enable variability of transformations using chain of generators based on the Higher-Order Transformation (HOT). HOTs target different goals, such as template instantiation or transformation composition. In addition, we discuss state-dependent behavior in prediction models and quality of model transformations