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O USO DE MÉTRICAS PARA TI SUSTENTÁVEL
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Cristiana Abreu Caires
1 O USO DE MÉTRICAS PARA TI SUSTENTÁVEL INTRODUÇÃO GARCIA, Denis 1 As empresas e suas práticas e seus processos corporativos e na área de TI, buscando uma melhoria contínua em nestes processos e na gestão da capacidade no parque computacional. Através deste trabalho espera-se um impacto de adesão aos segmentos diferenciados de governança corporativa, que é o conjunto de processos, costumes, políticas, leis, regulamentos e instituições que regulam a maneira como uma empresa é dirigida, administrada ou controlada. O termo inclui também o estudo sobre as relações entre os diversos atores envolvidos (stakeholders) e os objetivos pelos quais a empresa se orienta. Os principais atores tipicamente são os acionistas, a alta administração e conselho de administração,(aragon,2009). O estudo é realizado levando-se em conta dois eventos distintos: um de levantamento de dados de performance em situação de repouso e outro em situação de utilização em datas específicas. Os resultados deverão permitir chegar a algumas conclusões interessantes, da performance dos equipamentos computacionais em função da utilização e do tempo. 1 MÉTRICAS NA TI Ao contrário do que parece, a computação não surgiu nos últimos anos ou décadas, mas sim há mais de sete mil anos atrás. Para começar, vamos falar sobre uma forma de calcular muito simples o primeiro método conhecido de cálculo foi nas culturas antigas: o ábaco, o calculador binário mais antigo que se tem conhecimento na história da humanidade. São conhecidos exemplares utilizados na Ásia Menor há anos e existem exemplares atuais em utilização na China. Escavações arqueológicas revelaram a existência de ábacos Astecas cerca D.C., em que as contas eram construídas com contas de madeira 1 Graduado em Engenharia Elétrica; pós-graduado em Gestão de projetos; mestrando em engenharia de produção. 1
2 . FIGURA 1 Ábaco séc.viii A.C.(China) Fonte: ENCICLOPÉDIA BRITÂNICA (2009) O ábaco chinês (Suanpan), do qual existe notícia de existência no século VIII a. C., é construído em madeira. Dispõe de um conjunto de varetas verticais nas quais deslizam livremente contas também em madeira. Uma régua separa a esquadria em duas secções. Na secção superior deslizam duas contas representando cada uma o valor cinco; cada uma das cinco contas da secção inferior representa o valor 1 (um). A coluna mais à direita é a coluna das unidades, a coluna adjacente à sua esquerda é a coluna das dezenas, a seguinte a das centenas e assim sucessivamente, (SHU-CHUNG YI, 2012). Passando pela máquina de Blaise Pascal (Pascalina) em meados do XVII, (DESCOTES, 2010). FIGURA 2 Pascalina de Blaise Pascal Fonte: WIKIPÉDIA (2005) Os equipamentos até agora mencionados, as operações eram previamente programadas, não sendo possível inserir novas funções. Contudo, no início do século XIX, o costureiro Joseph Marie Jacquard desenvolvia uma máquina programável através de um tear, que aceitava programação usando-se cartões perfurados, (CARTER, 2010). Em 1834, um matemático inglês chamado Charles Babbage ( ) imaginou o computador universal. Pouco mais de um século antes dos primeiros 2
3 computadores modernos foram criados, Babbage escreveu planos para uma máquina analítica poderosa que tinha a capacidade de desempenhar funções diversas e complexas. A máquina analítica era um computador mecânico, completo com um armazenamento de memória e da capacidade para operar lógica condicional. Entrada e saída foram registradas em código binário em cartões perfurados familiares. Sua máquina era capaz de calcular funções de diversas naturezas (trigonometria, logaritmos), de forma muito simples. Este projeto possuía o nome de Máquina de Diferenças, (DUBBEY, 1978 apud KAUFMAN, 2003). Até o momento só era desenvolvido hardware, mas em 1847 o matemático George Boole desenvolvia um sistema lógico que reduzia a representação de valores através de dois algarismos: 0 ou 1, ( ALAEV, 2012). Em sua teoria, o número 1 tem significados como: ativo, ligado, existente, verdadeiro. Por outro lado, o 0 representava o inverso: não ativo, desligado, não existente, falso. Após este evento Hermann Hollerith desenvolvia a máquina que acelerava o todo o processo de computação dos dados computados. Este sistema usava a teoria de Jacquard juntamente com a teoria de Boole. Hollerith fundou sua própria empresa, a Tabulation Machine Company, no ano de Após algumas fusões com outras empresas e anos no comando do empreendimento, Hoolerith veio a falecer. Quando um substituto assumiu o seu lugar, em 1916, o nome da empresa foi alterado para Internacional Business Machine, a mundialmente famosa IBM. (CARNEIRO, 2011) A partir destes eventos sobre a história dos computadores e da computação vem à explicação de que havia o pensamento de criar mais hardware do que software, e este pensamento se seguiram com a criação do ENIAC em 1944 criado pela Universidade de Harvard (EUA). Em meados dos anos 50 começaram as preocupações com a modernização dos equipamentos computacionais e rapidez das operações aritméticas e as mais complexas, pois os processos de comunicação e processamento tornaram-se mais rápidos e exigentes, por exemplo, o início da Internet, corrida para a lua e a guerra fria, (CARNEIRO,2011) 3
4 FIGURA 3 ENIAC. Fonte: SHAFFER (2005) 2 CAPACIDADE DE SERVIÇOS EM TI A biblioteca ITIL é uma referência das melhores práticas para o gerenciamento de serviços em de TI, tendo como ficha técnica: Mantenedor: OGC (Office Of Government Commerce), Origem: 5 bibliotecas principais (Livros), Editora: TSO (The Stationery Office), Divulgação: itsmf (it Service Management Forum), Certificação: APM Group, não proprietário, há mais de 20 anos no mercado, e com mais de empresas que já a adotaram. A ITIL não define os processos a serem implementados na área de TI, mas sim, demonstra as melhores práticas que podem ser utilizadas. Tais práticas podem ser adotadas do modo que melhor puder atender às necessidades de cada organização. A adoção da ITIL não obriga a uma maneira de pensar e agir. Essa adoção fornece uma base de onde colocar os processos existentes em um contexto estruturado, validando suas atividades, tarefas, procedimentos e regras (MAGALHÃES, 2006). A OGC (2011), define o ciclo de vida do modelo ITIL em 5 fases: Estratégia de serviço, Desenho de serviço, Transição de serviço, Operação de serviço e Melhoria de serviço continuada. Cada uma destas fases é representada por processos de aplicabilidade na área de TI, dentre estes, se configura o de Gerenciamento da Capacidade. O Gerenciamento da Capacidade (GC), que tem como missão assegurar o melhor uso da infraestrutura de TI para atender, a um custo justificado, às necessidades do negócio através do entendimento de como os serviços de TI serão utilizados e 4
5 adequando os recursos de TI para entregar os serviços conforme os níveis acordados (SLA Service Level Agreement Acordo de Nível de Serviço)(BON, 2005). Busca o equilíbrio entre as questões de custo e demanda em que o custo deve ser justificado pelas necessidades da demanda através do constante monitoramento do serviço e medições comprobatórias. A figura 4 demonstra o modelo sugerido de atividades para a Gerência de Capacidade: FIGURA 4 Atividades de Gerenciamento da Capacidade Fonte: Magalhães, 2006 O gerenciamento da capacidade assegura que quantitativamente e economicamente sustentável a capacidade da TI está sempre disponível para fornecer recursos para os requisitos do negócio em termos de volume de transação, tempo de processando e tempo de resposta. A gerência da capacidade apura os requisitos do negócio para recursos da TI, prevê e fornece a carga de trabalho necessária e realiza o planejamento dos recursos da TI. Por meio da gerência de desempenho, o desempenho efetivo dos recursos fornecidos é documentado. Fornecendo provas da utilização econômica da capacidade e a preparação de um plano da capacidade que são os resultados mais importantes da gerência da capacidade. Estes processos geram a melhora da economia na produção dos bens e dos serviços com melhor utilização dos recursos usados. As vantagens são: A redução na probabilidade da ocorrência de gargalos de capacidade; Melhoria do uso de recursos disponíveis; Fundamento para monitorar os custos da capacidade e assim detectar antecipadamente aumento dos custos; Melhoria do relacionamento com o Cliente; 5
6 Definição mais precisa dos requisitos de desempenho; Previsão mais precisa a respeito do comportamento do desempenho previsto dos sistemas; Uso mais eficiente dos recursos humanos; Melhor estrutura para obtenção de expansões de hardware; Melhoria da compreensão da inter-relação entre problemas de desempenho e problemas da capacidade. Os indicadores de performance são: Carga de trabalho dos serviços da TI; Reservas; Número de gargalos; Taxa da utilização da capacidade de recursos humanos e de sistemas; Custos: uso econômico dos recursos; Habilidade para fornecer recursos dentro dos prazos. O Gerenciamento da capacidade está conectado com quase todos os processos do ITIL de forma a monitorar os incidentes e problemas referentes à capacidade de forma a suportar os SLAs acordados. 3 METODOLOGIA DA PESQUISA A metodologia aplicada neste trabalho é utilizando-se dos conceitos de governança, mais precisamente as do ITIL é de utilizar-se de métricas para propor melhorias na velocidade de processamento e acesso aos dados residentes em equipamentos computacionais. Essa proposta tem como objetivo minimizar os problemas apresentados nos estudos apresentados por STALLINGS (2010) e já citados no trabalho. Foram escolhidos, a Lei de Amdhal, (SANTOS, 2012), para se medir a performance do equipamento, juntamente com o método de Monte Carlo (MMC),(STAVROS,1995 apud GARCÍA, 2010), para termos parâmetros necessários para a construção de modelos cartesianos e a partir destes modelos nortear a tomada de decisões e os passos serão realizados, para a gestão da capacidade. Utilizando-se os 6
7 dados de performance obtidos pela utilização da lei de Amdahl ter-se-á uma quantidade suficiente para se utilizar o Método de Monte Carlo e com isto serão construídas as curvas normais ou histogramas. O método de Monte Carlo é um método de simulação, isto é, são geradas várias amostras que obedecem as curvas de probabilidade de cada fórmula estatística da expressão. Por exemplo, no Excel, nome popular Microsoft Excel é um programa de planilha eletrônica escrita e produzida pela Microsoft para computadores que utilizam o sistema operacional Microsoft Windows, será utilizada a fórmula: onde, P Representa a Probabilidade de ocorrência do evento amostral, que neste trabalho são os eventos de velocidade de acesso aos arquivos no HD,velocidade de acesso a memória RAM e velocidade de acesso a CPU; x- Representa o numero de medições de cada evento amostral,seria uma para os eventos de velocidade de acesso aos arquivos no HD,velocidade de acesso a memória RAM e velocidade de acesso a CPU; S representa o desvio padrão ou variância de cada evento amostral. Equações de média aritmética e desvio padrão Fonte: Revista de Economia e Sociologia Rural, (2011). Após o uso das equações acima será montada uma tabela com os dados das amostras e então será aplicada a lei Amdahl, que esta lei propõe o desempenho de processamento paralelo que no caso deste trabalho será a velocidade de acesso a memória, processamento de CPU e utilização de HD será, que propõem uma abordagem quantitativa, relacionando o desempenho total de um sistema com o desempenho de uma porção do sistema, neste caso, o universo amostral será a lista de performances de memória, processador e disco, individualizados. A figura 5 apresenta um diagrama que contém um fluxo das atividades que serão aplicadas no trabalho para se atingir os objetivos propostos. Foi utilizada notação da modelagem BMP (Business Management Process) para facilitar o entendimento das atividades executadas. O BMP é um conceito que une gestão de negócios e tecnologia da informação com foco na otimização dos resultados das organizações através da 7
8 melhoria dos processos de negócio. São utilizados métodos, técnicas e ferramentas para analisar, modelar, publicar, otimizar e controlar processos envolvendo recursos humanos, aplicações, documentos e outras fontes de informação. ESTRUTURA DE TRABALHO FIGURA 5 ESTRUTURA DO TRABALHO USANDO BMP 8
9 Como mostra a figura 5 na atividade coleta de dados a velocidade de acesso aos arquivos contidos no Hard Disk (Disco Magnético), velocidade de acesso a memória RAM e velocidade de processamento da CPU são coletados. Ainda na figura 5 os dados anteriormente mencionados, a partir dos equipamentos pré-definidos e aplicando-se a lei de Amdhal, (KOMATITSCH, 2009), obtém-se a performance de cada item do equipamento em função do tempo de utilização, com isto ter-se-á dados suficientes, para se montar uma planilha de dados para levantar as curvas normais gaussianas necessárias para análise e com isto ajustar a performance destes equipamentos em função do tempo de utilização. 4 DESENVOLVIMENTO DA PESQUISA Uma série de premissas serviu para nortear este trabalho, estas foram discutidas ao longo da explanação do problema através deste documento. Dentro das premissas apresentadas anteriormente a pesquisa foram divididas nas seguintes etapas: Etapa 1: Levantamento de variáveis importantes ao trabalho. Dentro do problema levantado e estudo constante na execução desta etapa foram selecionados equipamentos computacionais para a pesquisa. A partir dos equipamentos selecionados separaram-se os itens de interesse para a pesquisa de performance que foram: a velocidade de acesso a arquivos contidos nos discos magnéticos desses equipamentos, a velocidade de memória RAM e a velocidade de processamento de operações executadas pela CPU. Etapa2: Tomada de dados em função do tempo Inicialmente, tomaremos por princípio, os dados fornecidos pelo fabricante, MTBF (Mean Time Between Failure), este item são importantes para informar ao usuário final ou ao responsável de suporte, de como o equipamento terá maior rendimento usando-se da forma recomendada de cada item,( MOBLEY, 2008). Para efeito de comparações serão utilizados inicialmente os dados fornecidos pelos fabricantes dos equipamentos selecionados para a pesquisa ou estudo em andamento. 9
10 Com o uso de um cronômetro serão anotados os dados pré-definidos em determinadas situações: Arquivos de diferentes tamanhos medidos em KB (kilobytes), em MB e com isto ter-se-á os dados dos equipamentos em situação de repouso. Além disto, será feito uma segunda parte do trabalho em dias previamente escolhidos que serão os dias para a experiência foram os dias 05, 10, 15, 20 e 30, considerados dias de pico de demanda de acordo com relatórios de uso do equipamento, por exemplo, utilização durante as datas de pagamento de tarifas federais e estaduais e outras contas são os dias de pico em operações financeiras e comerciais. Etapa 3: Utilização da lei de Amdhal e MMC Em posse destes dados e com os processos descritos neste trabalho, que são a utilização da lei de Amdhal, para ter a performance do equipamento e a utilização do método de Monte Carlo, (MMC), para levantamento da curva gaussiana, para com isto termos subsídios suficientes para verificação e tomada de decisões sobre os procedimentos a serem tomados. Com os dados obtidos na etapa 3 será aplicada a lei de Amdhal,(KOMATITSCH,2009),para obtenção de valores da performance do equipamento que será fonte para a utilização do método de Monte Carlo, (STAVROS,1995 apud GARCÍA, 2010). A partir da curva gaussiana, resultado da aplicação do método, ter-se-á subsídios suficientes para uma análise e para a tomada de decisão sobre os procedimentos a serem tomados na procura de melhorias na performance dos equipamentos estudos. Esse método de pesquisa poderá se repetir a quantos equipamentos existirem ou forem de interesse na melhoria de performance. Etapa 4: Relatórios Relatório de maneira geral, é um documento escrito, baseado em fatos, contendo informações relevantes para avaliação e possíveis tomadas de decisão., para os representantes de suporte de TI, cliente final e para apresentações de produtos relacionados aos itens em questão. Um bom Relatório é apresentado, na forma mais objetiva possível, o que dele se espera. Nos permite decidir sobre continuar ou não a atividade, e o que fazer durante o tempo. Para o caso mais geral, observe o que segue: 10
11 1. Prazo Jamais esqueça que de nada vai adiantar um relatório, por mais trabalho que tenha dado e por melhor que possa parecer se for apresentado fora do prazo adequado. 2. Destinatários Deve estar claro para quem elabora um Relatório Gerencial quem terá acesso ao mesmo. Uma boa providência é relacionar na capa do relatório quem são os destinatários sem esquecer-se de destacar a palavra confidencial quando for o caso. 3. Objetivo Quem elabora um Relatório Gerencial deve saber muito bem o que se espera dele o que se deseja conseguir com a sua utilização. O objetivo mais comum é controlar um determinado assunto, tomando as possíveis decisões e providências necessárias perante objetivos determinados. Mas podem existir muitos outros, mais ou menos específicos. Descrever ou relacionar os objetivos, apresentando-os ou não no próprio relatório, pode ajudar bastante. 4. Conteúdo - Identifique e apresente o melhor possível as informações com maior potencial de utilidade para as pessoas envolvidas e interessadas. Geralmente elas abrangem três aspectos principais - custos, prazos e qualidade. Muito importante é identificar e atender os aspectos de relatividade - em especial os relacionados ao tempo e às referências ou metas. Mostrar apenas qual a despesa do mês não vai servir para muita coisa se não se souber qual a meta, e quais os valores de meses anteriores, ou a tendência. 5. Forma Deve ser a mais prática, objetiva e comunicativa possível. O uso de ilustrações, desenhos, fotos, tabelas, gráficos, geralmente é de muito útil. Merece destaque o uso de gráficos, nas suas mais variadas formas possíveis (linhas, barras, pizza, etc.) softwares de planilhas, como o Excel, têm esses gráficos praticamente prontos alguns cliques, e eles são gerados em segundos. 5 RESULTADOS ESPERADOS A partir deste trabalho espera-se a criação de alternativas para se tenha melhorias nos processos e na gestão da capacidade e que os problemas técnicos se tornem erros conhecidos e classificados e atualizar sempre a base de dados destes erros BDGC, é um repositório de informações relacionadas com todos os componentes de um sistema de informação. Ele contém os detalhes dos itens de configuração (CI) na 11
12 infraestrutura de TI. Embora repositórios similares tenham sido utilizados por departamentos de TI há muitos anos, este termo deriva de ITIL. No contexto ITIL, um BDGC representa a configuração autorizada dos componentes significativos do ambiente de TI. Isto ajuda uma organização a entender as relações entre esses componentes e controlar a sua configuração. Esta base de dados é um componente fundamental do processo do modelo ITIL de Gerenciamento de Configuração. Com a função para facilitar e melhorar os tempos de chamada e resolução e dos SLA (Service Level Agreement), (FREITAS, 2011). 6 CONCLUSÃO Este trabalho permitiu o desenvolvimento de um modelo de dois estágios onde são determinados de forma endógena, ou seja, usar as forças internas corporativas. Possibilitou aperfeiçoar a relação custo e demandada capacidade de consumo de máquinas e energia, pelas empresas, uma melhora no desempenho dos equipamentos, ou seja, estes equipamentos sendo usado de acordo com as especificações do fabricante e criar normas de controle para com isto ter a possibilidade de uma diminuição do mau uso destes equipamentos. Em uma segunda etapa será o desenvolvimento de um software de se controle das etapas descritas permitindo a emissão de relatórios métricos, representando graficamente os dados do fabricante comparados aos dados reais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALAEV, P. Computably categorical Boolean algebras enriched by ideals and atoms, Annals of Pure and Applied Logic, Volume 163, Issue 5, May 2012, Pages BON, J. V., Foundations of IT Service Management, based on ITIL. Lunteren - Holanda: Van Haren Publishing, CARTER, N. Schaum's Outline of Computer Architecture, CERUZZI, P. History of Modern Computing (History of Computing). MIT Press, DESCOTES, D. An unknown mathematical manuscript by Blaise Pascal Historia Mathematica edição37 (2010) paginas DUBBEY, J. The mathematical work of Charles Babbage. 12
13 FAUST, H. the Boolean algebra of formulas of first-order logic mathematics department, northern Michigan University, annals of mathematical logic ed. 23 (1982) pages FREITAS, M. Fundamentos do Gerenciamento de Serviços de TI, Brasport, GARCÍA, S. Ant colony method to control variance reduction techniques in the Monte Carlo simulation of clinical electron linear accelerators of use in cancer therapy, Journal of Computational and Applied Mathematics 233 (2010) 1534_1541. GREENIA, M. History of Computing: An Encyclopedia of the People and Machines that Made Computer History. CD-ROM pages Cd-Rom Only edition (March 3, 1998) Lexikon Services. HARIKI, S. Matemática aplicada. 4. ed. São Paulo: Saraiva, KAUFMAN, J. Mechanical Aids to Computation and the Development of Algorithms, Elsevier, KOMATITSCH, D. Porting a high-order finite-element earthquake modeling application to NVIDIA graphics cards using CUDA, Journal of Parallel and Distributed Computing, Volume 69, Issue 5, May 2009, Pages MAGALHÃES, I. L., PINHEIRO, W. B. Gerenciamento de Serviços de TI na Prática: Uma abordagem com base na ITIL. São Paulo: M. Books do Brasil, MOBLEY, K. User Guide: Measuring Mean Time Between Failures, Rules of Thumb for Maintenance and Realibility Engineers,2008, pages NORTON, P. Introdução à Informática. 4. ed. São Paulo: MAKRON BOOKS, OFFICE OF GOVERNMENT COMMERCE (OCG), disponível em: < HYPERLINK "http://www.ocg.gov.uk" Acesso em: 15 Nov PETER, L. The origins of computer weather prediction and climate modeling, Journal of Computational Physics Ed.227 (2008) pags SANTOS, V. Configuring and executing etl tasks on grid environments - requirements and specificities, CIICESI, School of Management and Technology, Porto Polytechnic Procedia Technology ed.1 ( 2012 ) pages SHU-CHUNG, YI. A new construction adder based Chinese abacus algorithm, Computer & Electrical Engineering, vol38, issue 2, March 2012, pages STALLINGS, W. Arquitetura e organização de computadores. 8. ed. São Pearson, Paulo: STANLEY, B. George Boole, The Stanford Encyclopedia of Philosophy,
14 STAVROS, A. Stochastic linear programs with restricted recourse-mmc Department of Public and Business Administration, University of Cyprus, 75 Kallipoleos Street, P.O. Box 537, 1678 Nicosia, Cyprus Received 15 July 1995; accepted 20 November TANNENBAUM, A. Redes de Computadores. 5. ed. São Paulo: Pearson WOLFSON, P. George Boole and the origins of invariant theory, Department of Mathematics, West Chester University, West Chester, History Mathematic ed.35 (2008) pages