Practical Performance Modeling: Application of the MOSEL Language introduces the new and powerful performance and reliability modeling language MOSEL (MOdeling, Specification and Evaluation Language), developed at the University of Erlangen, Germany. MOSEL facilitates the performance and reliability modeling of a computer, communication, manufacturing or workflow management system in a very intuitive and simple way. The core of MOSEL consists of constructs to specify the possible states and state transitions of the system under consideration. This specification is very compact and easy to understand. With additional constructs, the interesting performance or reliability measures and graphical representations can be specified. With some experience, it is possible to write down the MOSEL description of a system immediately only by knowing the behavior of the system under study. There are no restrictions, unlike models using, for example, queueing networks, Petri nets or fault trees. MOSEL fulfills all the requirements for a universal modeling language. It is high level, system-oriented, and usable. It is open and can be integrated with many tools. By providing compilers, which translate descriptions specified in MOSEL into the tool-specific languages, all previously implemented tools with their different methods and algorithms (including simulation) can be used. Practical Performance Modeling: Application of the MOSEL Language provides an easy to understand but nevertheless complete introduction to system modeling using MOSEL and illustrates how easily MOSEL can be used for modeling real-life examples from the fields of computer, communication, and manufacturing systems. Practical Performance Modeling: Application of the MOSEL Language will be of interest to professionals and students in the fields of performance and reliability modeling in computer science, communication, and manufacturing. It is also well suited as a textbook for university courses covering performance and reliability modeling with practical applications.

Practical Performance Modeling: Application of the MOSEL Language introduces the new and powerful performance and reliability modeling language MOSEL (MOdeling, Specification and Evaluation Language), developed at the University of Erlangen, Germany. MOSEL facilitates the performance and reliability modeling of a computer, communication, manufacturing or workflow management system in a very intuitive and simple way. The core of MOSEL consists of constructs to specify the possible states and state transitions of the system under consideration. This specification is very compact and easy to understand. With additional constructs, the interesting performance or reliability measures and graphical representations can be specified. With some experience, it is possible to write down the MOSEL description of a system immediately only by knowing the behavior of the system under study. There are no restrictions, unlike models using, for example, queueing networks, Petri nets or fault trees. MOSEL fulfills all the requirements for a universal modeling language. It is high level, system-oriented, and usable. It is open and can be integrated with many tools. By providing compilers, which translate descriptions specified in MOSEL into the tool-specific languages, all previously implemented tools with their different methods and algorithms (including simulation) can be used. Practical Performance Modeling: Application of the MOSEL Language provides an easy to understand but nevertheless complete introduction to system modeling using MOSEL and illustrates how easily MOSEL can be used for modeling real-life examples from the fields of computer, communication, and manufacturing systems. Practical Performance Modeling: Application of the MOSEL Language will be of interest to professionals and students in the fields of performance and reliability modeling in computer science, communication, and manufacturing. It is also well suited as a textbook for university courses covering performance and reliability modeling with practical applications.

6 An dieser Stelle sei allen gedankt, die zum Entstehen des Buches beigetragen haben. Unterlagen fur einzelne Kapitel haben uns freundlicherweise folgende Herren uberlassen: Dr. H. Dietsch, Dr. P. Eschenbacher, J. Gewalt, Dr. P. Hollezcek und DipL-Ing. T. Bonkhofer von der Firma Bayer AG Leverkusen. Der Abschnitt "Beispiele fur Echtzeitbetriebssysteme" wurde unter Mitar beit von Herrn DipL-Inf. F. Hauck verfasst. Wir danken auch Herrn DipL-Ing. G. Piesehe und seinen Kollegen von der Firma Siemens, Bereich Automa tisierungstechnik, die uns mit einem Beispiel und Informationen uber das Vorgehen in der Praxis gute Anregungen gaben. Fur die muhsame Arbeit des Korrekturlesens und konstruktive Kritik be danken wir uns bei Herrn Dipl.-Inf. W. Jarschel und Herrn Dipl.-Inf. S. List. Mit zum Gelingen des Buches beigetragen haben auch die hervorragenden Arbeitsmoglichkeiten am Lehrstuhl fur Betriebssysteme von Herrn Prof. Dr. F. Hofmann, wofur wir uns an dieser Stelle besonders bedanken. In bewahr ter Weise bewaltigte Herr H. Heinze die notwendige Layoutarbeit und das Zeichnen der zum Teil sehr umfangreichen Bilder. Er verwendete dafur TEX, U-TEX und METAFONT. Dabei bewies er sehr viel Einfuhlungsvermogen und Geduld. Ihm gilt daher unser besonderer Dank. Ebenso bedanken wir uns bei Herrn Dr. P. Spuhler vom Teubner Verlag und bei den Herausgebern der Reihe "Leitfaden der angewandten Informatik," insbesondere bei Herrn Prof. Dr. 1. Richter fur wertvolle Hinweise und die Aufnahme des Buches in das Verlagsprogramm."

Obwohl die Prozessautomatisierung in der Praxis ein ganz wesentliches Ein satzgebiet fur Rechner ist, wird sie im Lehrplan der Informatik noch etwas stiefmutterlich behandelt. Das vorliegende Buch soll dazu beitragen, hier Abhilfe zu schaffen und dem zukunftigen Informatiker ein Basiswissen im Bereich der Prozessautomatisierung fur seine spatere Tatigkeit in der Indu strie zu vermitteln. Die Autoren wenden sich damit hauptsachlich an Informatikstudenten und Fachleute, die bereits Vorkenntnisse in Informatik haben. Der Inhalt des Bu ches soll sie mit den Aufgaben der Prozessautomatisierung vertraut machen und ihnen Kenntnisse daruber vermitteln, welche spezielle Peripherie bzw. welche Hardwarestrukturen notwendig sind, welche speziellen Anforderun gen an die Betriebssysteme (sog. Echtzeit betriebssysteme) gestellt werden und welche speziellen Programmiersprachen es gibt. Ziel ist es, die Studenten bzw. Leser, die spater im Bereich der Prozessau tomatisierung tatig sind, auf ein Umfeld vorzubereiten, in dem sie Fach gesprache nicht nur mit Informatikern, sondern auch mit Ingenieuren der verschiedensten Fachrichtungen, Naturwissenschaftlern oder z.B. auch Me dizinern zu fuhren haben. Es wird verdeutlicht, dass bei der Automatisierung in den unterschiedlichsten Bereichen immer nach den gleichen Grundprinzi pien vorgegangen wird: Daten werden aus dem zu automatisierenden Prozess erfasst und im Rechner entsprechend der Aufgabenstellung verarbeitet. An schliessend wird, gemass den Ergebnissen dieser Verarbeitung, in den Prozess uber Stellglieder eingegriffen und/oder es werden die Ergebnisse der Verar beitung zur Anzeige gebracht. Grundlage fur dieses Buch ist eine Vorlesung, die seit vielen Jahren an der Friedrich-Alexander-Universitat Erlangen-N urnberg fur Informatikstuden ten angeboten, aber auch von Horern anderer Fachrichtungen besucht wird."

Ein wichtiges Kriterium zur Beurteilung moderner Rechnersysteme und -netzwerke ist neben der Zuverlassigkeit und Benutzerfreundlichkeit vor allem die Leistung (Performance). Leistungsgrossen aus Anwendersieht sind z.B. die Antwortzeit und die Bearbeitungszeit bestimmter Aufgaben, aus Betreibersieht der Durchsatz und die Auslastung der einzelnen Rechnerkomponenten. Leistungsbewertung wird im wesentlichen beim Entwurf, bei der Auswahl und beim Thning von Rechensystemen durchgefuhrt: - Durch Vorhersage der Leistungsfahigkeit noch nicht bestehender Systeme kon nen neuartige Konzepte und Strukturen untersucht werden. - Durch Ermittlung der Leistung bereits vorhandener Rechenanlagen kann der Anwender die fur seine Zwecke geeignetste auswahlen. - Durch Erkennen und Beseitigen systeminterner Engpasse kann man gezielte Massnahmen zur Leistungssteigerung durchfuhren. Zur Leistungsbewertung werden Messmethoden und Modellbildungstechniken ein gesetzt. Fur die Modellbildung von Rechensystemen sind dabei Warteschlangen modelle, speziell Warteschlangennetze, die mit Hilfe analytischer Methoden oder simulativ untersucht werden konnen, besonders geeignet. Dieses Buch, das eine vollstandige Neubearbeitung des 1982 in diesem Verlag er schienenen Buches "Analyse von Rech nsystemen" ist, befasst sich mit der in ihrer Anwendung einfachsten und billigsten dieser Methoden - der analytischen Modell bildung. Messungen erfordern teure Messapparaturen oder Eingriffe ins Systempro gramm und konnen nur bei existierenden Systemen angewendet werden. Simula tionen sind sehr zeitaufwendig und damit auch teuer. Aus diesem Grund soll man immer versuchen analytische Modellbildung zur Leistungsbewertung einzusetzen."

Die zunehmende Bedeutung der Leistungsbewertung von Rechensystemen auf der Basis von Warteschlangenmodellen und die Vielzahl der hier zu existierenden, zum Teil komplexen analytischen Methoden haben uns veranlasst, dieses Buch zu schreiben. Es ist aus einer Vorlesung entstanden, die der eine der bei den Autoren seit 1976 an der Uni versitat Erlangen-Nurnberg bzw. an der katholischen Universitat von Rio de Janeiro gehalten hat und aus einem internen Arbeitsbe richt der bei den Autoren aus dem Jahre 1981. Das Ziel des Buches besteht darin, eine systematische Einfuhrung in diese analytischen Methoden zu geben und dem Leser dazu einen leichten Einstieg zu ermoglichen. Um dies zu erreichen, wurden alle Methoden an bewusst einfach gehaltenen Beispielen ausfuhrlich erlautert. Wo Beweise und Herleitungen notwendig schienen, sind diese deutlich gekennzeichnet. Dadurch ist es moglich, sich zu nachst nur mit der reinen Anwendung der Methoden zu befassen und davon ausgehend spater die Kenntnisse zu vertiefen, wofur auch das umfangreiche aktuelle Literaturverzeichnis dienen kann. Ebenso haben wir bei der exakten Analyse in Abschnitt 4.1 vorbereitend auf Abschnitt 4.2 einige einfache Verfahren eingefuhrt, obwohl diese als Spezialfall in der in Abschnitt 4.2 beschriebenen Metho de enthalten sind. Das Buch wendet sich besonders an Informatikstudenten hoherer Se mester, aber auch an Fachleute aus der Industrie, die sich mit dem Entwurf und der Bewertung von Rechensystemen befassen. Es werden Grundkenntnisse in der Wahrscheinlichkeitstheorie und Informatik vorausgesetzt."