projekt.tex

%==============================================================================
% tento soubor pouzijte jako zaklad
% this file should be used as a base for the thesis
% Autoři / Authors: 2008 Michal Bidlo, 2016 Jaroslav Dytrych
% Kontakt pro dotazy a připomínky: dytrych@fit.vutbr.cz
% Contact for questions and comments: dytrych@fit.vutbr.cz
%==============================================================================
% kodovani: UTF-8 (zmena prikazem iconv, recode nebo cstocs)
% encoding: UTF-8 (you can change it by command iconv, recode or cstocs)
%------------------------------------------------------------------------------
% zpracování / processing: make, make pdf, make clean
%==============================================================================
% Soubory, které je nutné upravit: / Files which have to be edited:
%   projekt-20-literatura-bibliography.bib - literatura / bibliography
%   projekt-01-kapitoly-chapters.tex - obsah práce / the thesis content
%   projekt-30-prilohy-appendices.tex - přílohy / appendices
%==============================================================================
%\documentclass[]{fitthesis} % bez zadání - pro začátek práce, aby nebyl problém s překladem
%\documentclass[english]{fitthesis} % without assignment - for the work start to avoid compilation problem
%\documentclass[zadani]{fitthesis} % odevzdani do wisu - odkazy jsou barevné
\documentclass[english,zadani]{fitthesis} % for submission to the IS FIT - links are color
%\documentclass[zadani,print]{fitthesis} % pro tisk - odkazy jsou černé
%\documentclass[zadani,cprint]{fitthesis} % pro barevný tisk - odkazy jsou černé, znak VUT barevný
%\documentclass[english,zadani,print]{fitthesis} % for the color print - links are black
%\documentclass[english,zadani,cprint]{fitthesis} % for the print - links are black, logo is color
% * Je-li práce psaná v anglickém jazyce, je zapotřebí u třídy použít 
%   parametr english následovně:
%   If thesis is written in english, it is necessary to use 
%   parameter english as follows:
%      \documentclass[english]{fitthesis}
% * Je-li práce psaná ve slovenském jazyce, je zapotřebí u třídy použít 
%   parametr slovak následovně:
%   If the work is written in the Slovak language, it is necessary 
%   to use parameter slovak as follows:
%      \documentclass[slovak]{fitthesis}
% * Je-li práce psaná v anglickém jazyce se slovenským abstraktem apod., 
%   je zapotřebí u třídy použít parametry english a enslovak následovně:
%   If the work is written in English with the Slovak abstract, etc., 
%   it is necessary to use parameters english and enslovak as follows:
%      \documentclass[english,enslovak]{fitthesis}

% Základní balíčky jsou dole v souboru šablony fitthesis.cls
% Basic packages are at the bottom of template file fitthesis.cls
% zde můžeme vložit vlastní balíčky / you can place own packages here
\usepackage{listings}

% Kompilace po částech (rychlejší, ale v náhledu nemusí být vše aktuální)
% Compilation piecewise (faster, but not all parts in preview will be up-to-date)
% \usepackage{subfiles}

% Nastavení cesty k obrázkům
% Setting of a path to the pictures
\graphicspath{{obrazky-figures/}{./obrazky-figures/}}
%\graphicspath{{obrazky-figures/}{../obrazky-figures/}}

%---rm---------------
\renewcommand{\rmdefault}{lmr}%zavede Latin Modern Roman jako rm / set Latin Modern Roman as rm
%---sf---------------
\renewcommand{\sfdefault}{qhv}%zavede TeX Gyre Heros jako sf
%---tt------------
\renewcommand{\ttdefault}{pcr}% zavede Courier tt font

% vypne funkci šablony, která automaticky nahrazuje uvozovky,
% aby nebyly prováděny nevhodné náhrady v popisech API apod.
% disables function of the template which replaces quotation marks
% to avoid unnecessary replacements in the API descriptions etc.
\csdoublequotesoff

% =======================================================================
% balíček "hyperref" vytváří klikací odkazy v pdf, pokud tedy použijeme pdflatex
% problém je, že balíček hyperref musí být uveden jako poslední, takže nemůže
% být v šabloně
% "hyperref" package create clickable links in pdf if you are using pdflatex.
% Problem is that this package have to be introduced as the last one so it 
% can not be placed in the template file.
\ifWis
\ifx\pdfoutput\undefined % nejedeme pod pdflatexem / we are not using pdflatex
\else
  \usepackage{color}
  \usepackage[unicode,colorlinks,hyperindex,plainpages=false,pdftex]{hyperref}
  \definecolor{links}{rgb}{0.4,0.5,0}
  \definecolor{anchors}{rgb}{1,0,0}
  \def\AnchorColor{anchors}
  \def\LinkColor{links}
  \def\pdfBorderAttrs{/Border [0 0 0] }  % bez okrajů kolem odkazů / without margins around links
  \pdfcompresslevel=9
\fi
\else % pro tisk budou odkazy, na které se dá klikat, černé / for the print clickable links will be black
\ifx\pdfoutput\undefined % nejedeme pod pdflatexem / we are not using pdflatex
\else
  \usepackage{color}
  \usepackage[unicode,colorlinks,hyperindex,plainpages=false,pdftex,urlcolor=black,linkcolor=black,citecolor=black]{hyperref}
  \definecolor{links}{rgb}{0,0,0}
  \definecolor{anchors}{rgb}{0,0,0}
  \def\AnchorColor{anchors}
  \def\LinkColor{links}
  \def\pdfBorderAttrs{/Border [0 0 0] } % bez okrajů kolem odkazů / without margins around links
  \pdfcompresslevel=9
\fi
\fi
% Řešení problému, kdy klikací odkazy na obrázky vedou za obrázek
% This solves the problems with links which leads after the picture
\usepackage[all]{hypcap}

% Informace o práci/projektu / Information about the thesis
%---------------------------------------------------------------------------
\projectinfo{
  %Prace / Thesis
  project={BP},            %typ práce BP/SP/DP/DR  / thesis type (SP = term project)
  year={2019},             % rok odevzdání / year of submission
  date=\today,             % datum odevzdání / submission date
  %Nazev prace / thesis title
  title.cs={Výkonnostní testování plánovače linuxového kernelu},  % název práce v češtině či slovenštině (dle zadání) / thesis title in czech language (according to assignment)
  title.en={Performance Testing of Linux Kernel Scheduler}, % název práce v angličtině / thesis title in english
  title.length={13.2cm}, % nastavení délky bloku s titulkem pro úpravu zalomení řádku (lze definovat zde nebo níže) / setting the length of a block with a thesis title for adjusting a line break (can be defined here or below)
  %Autor / Author
  author.name={Jiří},   % jméno autora / author name
  author.surname={Vozár},   % příjmení autora / author surname 
  %author.title.p={Bc.}, % titul před jménem (nepovinné) / title before the name (optional)
  %author.title.a={Ph.D.}, % titul za jménem (nepovinné) / title after the name (optional)
  %Ustav / Department
  department={UITS}, % doplňte příslušnou zkratku dle ústavu na zadání: UPSY/UIFS/UITS/UPGM / fill in appropriate abbreviation of the department according to assignment: UPSY/UIFS/UITS/UPGM
  % Školitel / supervisor
  supervisor.name={Viktor},   % jméno školitele / supervisor name 
  supervisor.surname={Malík},   % příjmení školitele / supervisor surname
  supervisor.title.p={Ing.},   %titul před jménem (nepovinné) / title before the name (optional)
  %supervisor.title.a={},    %titul za jménem (nepovinné) / title after the name (optional)
  % Klíčová slova / keywords
  keywords.cs={Linux, jádro, plánovač úloh, CFS, testování, měření výkonu, vizualiace, strojové učení}, % klíčová slova v českém či slovenském jazyce / keywords in czech or slovak language
  keywords.en={Linux, kernel, task scheduler, CFS, testing, performance measurement, visualization, machine learning}, % klíčová slova v anglickém jazyce / keywords in english
  % Abstrakt / Abstract
  abstract.cs={Výkon plánovače procesů v jádře operačního systému značně
    ovlivňuje rychlost a odezvu všech aplikací, které na něm běží. Jakýkoli
    propad výkonu pak může mít kritické důsledky na běhu aplikací. S příchodem
    každé nové technologie (např. symetrický multiprocesing) se kód plánovače vyvíjí
    a rozšiřuje. Proto jsou potřeba regresní testy nejen na jeho fukčnost, ale i
    výkon. Tato práce mapuje metody testování plánovače operačního systému Linux
    ve firmě Red Hat. Popisuje způsoby měření výkonu plánovače, sbírání
    informací o jeho chování, ukládání sesbíraných dat a jejich vizualizaci.
    Hlavním cílem práce je pak návrh a implementace nového způsobu vizualizace
    dlouhodobých měření a využití strojového učení pro automatické rozpoznání
    degradace výkonu mezi dvěma výsledky.}, % abstrakt v českém či slovenském jazyce / abstract in czech or slovak language
  abstract.en={Performance of process scheduler in a kernel of an operating
    system significantly influences throughput and latency of all applications
    running above it. Any performance drop can have critical consequences on the
    applications. With the arrival of every new technology (e.g. symetric
    multiprocesing) the code of the scheduler evolves and grows. This requires
    not only functional, but also performance regression testing. This work
    presents methods of performance testing used in the Red Hat, Inc. company.
    It describes how one can measure performance of the Linux process scheduler
    in the Linux kernel, collect statistics about its behavior, store the
    collected data, and visualize them. The goal of this work is to
    design and implement a new technique of visualization of long-term
    measurements and utilization of machine learning for automatic
    classification of performance degradation between different results.}, % abstrakt v anglickém jazyce / abstract in english
  %abstract.en={An abstract of the work in English will be written in this paragraph.},
  % Prohlášení (u anglicky psané práce anglicky, u slovensky psané práce slovensky) / Declaration (for thesis in english should be in english)
%   declaration={Prohlašuji, že jsem tuto bakalářskou práci vypracoval samostatně pod vedením pana X...
% Další informace mi poskytli...
% Uvedl jsem všechny literární prameny a publikace, ze kterých jsem čerpal.},
  declaration={Hereby I declare that this bachelor's thesis was prepared as an
    original author’s work under the supervision of Ing. Viktor Malík.
    The supplementary information was provided by Ing. Pavel Tišnovský, Ph.D.from
    Red Hat Czech s.r.o. and Ing. Tomáš Fiedor.
    All the relevant information sources, which were used during preparation of
    this thesis, are properly cited and included in the list of references.},
  % Poděkování (nepovinné, nejlépe v jazyce práce) / Acknowledgement (optional, ideally in the language of the thesis)
%   acknowledgment={V této sekci je možno uvést poděkování vedoucímu práce a těm, kteří poskytli odbornou pomoc
% (externí zadavatel, konzultant, apod.).},
  acknowledgment={I would like to thank to my supervisor Ing. Viktor Malík and
    consultants Ing. Pavel Tišnovský, Ph.D.from Red Hat Czech s.r.o. and Ing.
    Tomáš Fiedor for for guidance, useful revisions of the text and consultations.
    Also I would like to thank my manager RNDr. Jiří Hladký and collegue Bc.
    Kamil Kolakowski for insight to scheduler testing and ideas for proposed
    work.},
  % Rozšířený abstrakt (cca 3 normostrany) - lze definovat zde nebo níže / Extended abstract (approximately 3 standard pages) - can be defined here or below
  %extendedabstract={Do tohoto odstavce bude zapsán rozšířený výtah (abstrakt) práce v českém (slovenském) jazyce.},
  %faculty={FIT}, % FIT/FEKT/FSI/FA/FCH/FP/FAST/FAVU/USI/DEF
  faculty.cs={Fakulta informačních technologií}, % Fakulta v češtině - pro využití této položky výše zvolte fakultu DEF / Faculty in Czech - for use of this entry select DEF above
  faculty.en={Faculty of Information Technology}, % Fakulta v angličtině - pro využití této položky výše zvolte fakultu DEF / Faculty in English - for use of this entry select DEF above
  department.cs={Ústav matematiky}, % Ústav v češtině - pro využití této položky výše zvolte ústav DEF nebo jej zakomentujte / Department in Czech - for use of this entry select DEF above or comment it out
  department.en={Institute of Mathematics} % Ústav v angličtině - pro využití této položky výše zvolte ústav DEF nebo jej zakomentujte / Department in English - for use of this entry select DEF above or comment it out
}

% Rozšířený abstrakt (cca 3 normostrany) - lze definovat zde nebo výše / Extended abstract (approximately 3 standard pages) - can be defined here or above
\extendedabstract{Plánovač procesů v operačním systému se stará o přidělování procesorového času
  běžícím procesům a jejich rovnoměrné rozložení mezi procesorové jádra. Výkon
  plánovače procesů pak silně ovlivňuje i výkon samotných aplikací běžících na
  daném operačním systému. Jakýkoli propad výkonu pak může mít v komerční sféře
  za následky vysoké finanční ztráty.

  Plánovač procesů funguje velmi jednoduše pro systémy s jedním jádrem, ovšem s
  příchodem vícejádrových procesorů se plánování zkomplikovalo vyvažováním front
  procesů mezi jádry a trvalo, než se všechny problémy vyladily. Nové komplikace
  plánování pak přinesly víceprocesorové systémy s neuniformní dobou přístupu do
  paměti. Plánování na této architektuře je stále ve vývoji a tím i náchylné k
  chybám způsobujícím propad výkonu. Proto je potřeba regresní testování výkonu
  nových verzí jádra pro včasné odhalení těchto chyb.

  Na rozdíl od funkčního testování není výkonové testování není jednoznačný
  výsledek, jestli test doběhl. Pro zjištění změny výkonu je potřeba relativní
  porovnání naměřených hodnot s referenčním výsledkem z předchozí verze nebo
  jiné konfigurace a určení prahu mezi odchylkou měření a skutečným propadem
  výkonu. Propady výkonu plánovače navíc nejsou způsobeny pomalým kódem, ale
  chybným přemisťováním procesů a jejich dat mezi jádry a fyzickými procesory.

  Tato práce popisuje výkonové testování plánovače procesů Red Hat Enterprise
  Linuxu ve společnosti Red Hat, Inc. Běžný způsob zjišťování výkonu plánovače
  je měření benchmarkem, který simuluje reálnou zátěž. Benchmarků je více s
  různými způsoby zátěže, především však pomocí většího množství procesů nebo
  vláken s vnitřní komunikací. Výsledky jsou pak systematicky ukládány pro
  snažší tvorbu porovnání výkonu. Pro efektivní analýzu výkonu je pak nutná
  volba správné vizualizace pro rychlé odhalení zdroje problému.

  Práce navrhuje a implementuje novou metodu zobrazování dlouhodobých výsledků
  měření výkonu nazvanou \emph{timelines}. Výstupem je pak HTML stránka
  obsahující krabicové (box plot) grafy a shrnující tabulky znázorňující změnu
  výkonu a přesnost měření v průběhu verzí jádra operačního systému. Tento
  výstup již pomohl s redukcí nestabilních částí benchmarků a průběžně slouží
  pro sledování změn výkonu a dohledávání verzí, kde výkon změnil.

  Dále práce navrhuje použití strojového učení pro automatickou klasifikaci
  porovnání dvou výsledků, zda se mezi nimi i přes nepřesnost měření a šum
  projevuje propad výkonu. Práce navrhuje předzpracování výsledků měření pro
  učení klasifikátorů a porovnává různé klasifikátory pro budoucí začlenění do
  generátoru zpráv s porovnáním nových výsledků pro urychlení jejich analýzy.}
% nastavení délky bloku s titulkem pro úpravu zalomení řádku - lze definovat zde nebo výše / setting the length of a block with a thesis title for adjusting a line break - can be defined here or above
%\titlelength{14.5cm}


% řeší první/poslední řádek odstavce na předchozí/následující stránce
% solves first/last row of the paragraph on the previous/next page
\clubpenalty=10000
\widowpenalty=10000

\begin{document}
  % Vysazeni titulnich stran / Typesetting of the title pages
  % ----------------------------------------------
  \maketitle
  % Obsah
  % ----------------------------------------------
  \setlength{\parskip}{0pt}

  {\hypersetup{hidelinks}\tableofcontents}
  
  % Seznam obrazku a tabulek (pokud prace obsahuje velke mnozstvi obrazku, tak se to hodi)
  % List of figures and list of tables (if the thesis contains a lot of pictures, it is good)
  \ifczech
    \renewcommand\listfigurename{Seznam obrázků}
  \fi
  \ifslovak
    \renewcommand\listfigurename{Zoznam obrázkov}
  \fi
  % \listoffigures
  
  \ifczech
    \renewcommand\listtablename{Seznam tabulek}
  \fi
  \ifslovak
    \renewcommand\listtablename{Zoznam tabuliek}
  \fi
  % \listoftables 

  \ifODSAZ
    \setlength{\parskip}{0.5\bigskipamount}
  \else
    \setlength{\parskip}{0pt}
  \fi

  % vynechani stranky v oboustrannem rezimu
  % Skip the page in the two-sided mode
  \iftwoside
    \cleardoublepage
  \fi

  % Text prace / Thesis text
  % ----------------------------------------------
  \input{projekt-01-kapitoly-chapters}
  
  % Kompilace po částech (viz výše, nutno odkomentovat)
  % Compilation piecewise (see above, it is necessary to uncomment it)
  %\subfile{projekt-01-uvod-introduction}
  % ...
  %\subfile{chapters/projekt-05-conclusion}


  % Pouzita literatura / Bibliography
  % ----------------------------------------------
\ifslovak
  \makeatletter
  \def\@openbib@code{\addcontentsline{toc}{chapter}{Literatúra}}
  \makeatother
  \bibliographystyle{bib-styles/slovakiso}
\else
  \ifczech
    \makeatletter
    \def\@openbib@code{\addcontentsline{toc}{chapter}{Literatura}}
    \makeatother
    \bibliographystyle{bib-styles/czechiso}
  \else 
    \makeatletter
    \def\@openbib@code{\addcontentsline{toc}{chapter}{Bibliography}}
    \makeatother
    \bibliographystyle{bib-styles/englishiso}
  %  \bibliographystyle{alpha}
  \fi
\fi
  \begin{flushleft}
  \bibliography{projekt-20-literatura-bibliography}
  \end{flushleft}

  % vynechani stranky v oboustrannem rezimu
  % Skip the page in the two-sided mode
  \iftwoside
    \cleardoublepage
  \fi

  % Prilohy / Appendices
  % ---------------------------------------------
  \appendix
\ifczech
  \renewcommand{\appendixpagename}{Přílohy}
  \renewcommand{\appendixtocname}{Přílohy}
  \renewcommand{\appendixname}{Příloha}
\fi
\ifslovak
  \renewcommand{\appendixpagename}{Prílohy}
  \renewcommand{\appendixtocname}{Prílohy}
  \renewcommand{\appendixname}{Príloha}
\fi
%  \appendixpage

% vynechani stranky v oboustrannem rezimu
% Skip the page in the two-sided mode
%\iftwoside
%  \cleardoublepage
%\fi
  
\ifslovak
%  \section*{Zoznam príloh}
%  \addcontentsline{toc}{section}{Zoznam príloh}
\else
  \ifczech
%    \section*{Seznam příloh}
%    \addcontentsline{toc}{section}{Seznam příloh}
  \else
%    \section*{List of Appendices}
%    \addcontentsline{toc}{section}{List of Appendices}
  \fi
\fi
  \startcontents[chapters]
  \setlength{\parskip}{0pt}
  % seznam příloh / list of appendices
  % \printcontents[chapters]{l}{0}{\setcounter{tocdepth}{2}}
  
  \ifODSAZ
    \setlength{\parskip}{0.5\bigskipamount}
  \else
    \setlength{\parskip}{0pt}
  \fi
  
  % vynechani stranky v oboustrannem rezimu
  \iftwoside
    \cleardoublepage
  \fi
  
  % Přílohy / Appendices
  \input{projekt-30-prilohy-appendices}
  
  % Kompilace po částech (viz výše, nutno odkomentovat)
  % Compilation piecewise (see above, it is necessary to uncomment it)
  %\subfile{projekt-30-prilohy-appendices}
  
\end{document}