3.10. Определите значение оптимального быстродействия процессора и значение Сη в точке минимума для всех дисциплин обслуживания.
3.11. Определите выигрыш в быстродействии процессора за счёт выбора оптимальной дисциплины обслуживания с точки зрения достижения того же качества функционирования по критерию средней длины очереди при других дисциплинах обслуживания.
3.12. По полученным в работе данным постройте зависимости времени ожидания от номера приоритета для всех дисциплин обслуживания.
3.13. Переставьте порядок следования потоков в соответствии с обратным порядком назначения приоритетов, когда Θi+1<Θi.
3.14. Проведите исследование получившейся системы. Снимите зависимости времени ожидания от быстродействия процессора, средней длины очереди от быстродействия процессора. Найдите оптимальное быстродействие процессора в соответствии с выбранными критериями.
4. Контрольные вопросы
4.1. Дайте определение системы реального времени.
4.2. Какие системы относятся к классу систем с неограниченным временем пребывания заявок?
4.3. Что является условием существования стационарного режима в системе реального времени?
4.4. Поясните порядок функционирования систем реального времени.
4.5. Что такое загрузка системы и коэффициент простоя системы?
4.6. Как определить начальное быстродействие процессора?
4.7. Что такое дисциплина обслуживания и какие дисциплины обслуживания используются в системах реального времени?
4.8. Какие критерии эффективности используются для систем с неограниченным временем пребывания заявок?
4.9. Расскажите порядок синтеза систем реального времени с неограниченным временем пребывания заявок.
СИНТЕЗ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ С ОТНОСИТЕЛЬНЫМИ ГРАНИЧЕНИЯМИ НА ВРЕМЯ ПРЕБЫВАНИЯ ЗАЯВОК
1. Цель работы
Целью данной работы являются синтез систем реального времени с относительными ограничениями на время пребывания заявок, анализ дисциплины обслуживания и выбор на основе проведённого анализа оптимальной дисциплины обслуживания, а также определение оптимального значения быстродействия процессора в смысле выбранного критерия.
2. Порядок синтеза систем реального времени с относительными ограничениями на время пребывания заявок.
2.1. Нижняя граница быстродействия процессора
Для систем данного класса также необходимо существование стационарного режима, для которого суммарная загрузка от всех входящих потоков должна быть меньше единицы. Поэтому нижняя оценка быстродействия процессора производится так же, как для систем с неограниченным временем пребывания заявок.
2.2. Назначение приоритетов заявкам
Важной задачей анализа систем данного класса является вопрос назначения оптимальных приоритетов. Единой методики распределения приоритетов в этом случае не существует. В простейшем случае может быть реализована следующая методика. В первом приближении приоритеты назначаются из условия минимального wi*, т.е. wi* <wi+1*.
Данное условие показывает, что заявкам с меньшим wi* назначаются более высокие приоритеты. При одинаковых wi* более высокий приоритет должен назначаться потоку, программа обслуживания заявок которого имеет меньшую трудоемкость. Показателем, определяющим необходимость изменения приоритета некоторого потока, может служить относительное отклонение δi времени ожидания wi, полученное при данном распределении приоритетов, от допустимого времени ожидания wi*
Если отклонения δi для одних потоков значительно отличаются от отклонений для других потоков, то необходимо изменить приоритеты этих потоков.
2.3. Выбор оптимальной дисциплины обслуживания
В системах с относительными ограничениями на время пребывания заявок накладываются ограничения на среднее время пребывания (ожидания) заявок всех типов. Относительность этих ограничений заключается в том, что они могут не выполняться для какой-либо конкретной заявки, но должны выполняться в среднем, т.е. ограничения накладываются на среднее время ожидания заявок и задаются в виде неравенств:
где wi* - предельное ограничение на время ожидания заявки типа i=l,...,M;
η* - предельное ограничение на коэффициент простоя процессора для потоков заявок всех типов.
Задачей выбора дисциплины обслуживания в этом случае является распределение приоритетов между потоками заявок, обеспечивающее выполнение заданных ограничений на времена ожидания заявок по всем потокам при минимальном значении быстродействия процессора.
2.4. Уточнение быстродействия процессора
Нахождение оптимального быстродействия процессора для систем данного класса может быть сведено к решению системы М+1 неравенств
Совместное решение этой системы дает область допустимых значений быстродействия. При анализе этого критерия оптимальное быстродействие может находиться внутри области, когда функция Сη имеет экстремум, а может находиться в области монотонного изменения Сη.
На практике за оптимальное быстродействие процессора может быть выбрано то значение, которое при заданной дисциплине обслуживания обеспечивает все ограничения и имеет наименьшее знамение функции Сη.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Введите ограничения на время ожидания заявок в соответствии с заданием.
3.2. Распределите потоки по приоритетам в соответствии с рекомендациями п. 2.2.
3.3. Анализируя таблицы зависимости времени ожидания от быстродействия процессора, найдите быстродействие процессора для всех дисциплин обслуживания, обеспечивающее все заданные ограничения.
3.4. Выберите оптимальную дисциплину обслуживания, обеспечивающую выполнение заданных ограничений на времена ожидания заявок по всем потокам при минимальном значении быстродействия процессора.
3.5. Постройте по таблицам зависимость функции Сη от быстродействия процессора и определите значение функции Сη при быстродействиях процессора, найденных в п. 3.3.
3.6. Окончательно определите дисциплину обслуживания, обеспечивающую заданные ограничения при минимальном значении быстродействия процессора и функции Сη.
3.7. Постройте зависимость времени ожидания от номера приоритета для выбранной дисциплины обслуживания.
3.8. На построенном графике отметьте заданные ограничения на время ожидания. Объясните полученные результаты.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.