Системотехника, вычислительные комплексы, системы и сети ЭВМ: Методические указания к лабораторным работам, страница 4

4.       Контрольные вопросы

4.1.    Какие системы относятся к классу систем с относитель­ными ограничениями на время пребывания заявок?

4.2.    Как назначаются приоритеты в системах данного класса?

4.3.    Как выбрать дисциплину обслуживания в системах с отно­сительными ограничениями на время пребывания заявок?

4.4.    Какие критерии качества функционирования используются для проектирования систем данного класса?

4.5.    Какие классы систем реального времени вы знаете?

4.6.    Как выбирается оптимальное быстродействие процессора в системах с относительными ограничениями на время пребывания заявок?

4.7.    Каков порядок синтеза систем с относительными ограни­чениями на время пребывания заявок?

4.8.    В чем относительность ограничений в системах рассмат­риваемого класса?

4.9.    В чём отличие порядка синтеза рассматриваемых систем от систем без ограничений на время пребывания заявок?

Лабораторная работа № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ С ДИСЦИПЛИНАМИ ОБСЛУЖИВАНИЯ СО СМЕШАННЫМИ ПРИОРИТЕТАМИ

1.       Цель работы

Целью данной работы являются исследование систем реального времени с относительными ограничениями на время пребывания заявок, использующих дисциплину обслуживания со смешанными приоритетами, анализ вариантов построения таких дисциплин, а также определение оптимального значения быстродействия процес­сора в смысле выбранного критерия.

2.       Дисциплины обслуживания со смешанными приоритетами

Если необходимо выполнить жесткие ограничения на время ожидания отдельных заявок, это требует присваивания им абсолютных приоритетов. В результате этого время ожидания низкоприори­тетных заявок может оказаться недопустимо большим. Чтобы вы­полнить требования ограничений по всем видам заявок, можно на­ряду с абсолютными приоритетами некоторым заявкам присвоить относительные приоритеты, а остальные заявки обслуживать без приоритетов. Такая дисциплина обслуживания называется смешан­ной.

Для систем с одним обслуживающим прибором выполняется закон сохранения времени ожидания для любой дисциплины обслу­живания (закон Клейнрока)

где       r_i - загрузка системы заявками типа i;

w_i - время ожидания заявок i-ro типа.

Вследствие действия данного закона в графике зависимости времени ожидания от номера приоритета, представленном на рисун­ке 1, появляются разрывы при переходе от одного класса заявок к другому. В данном примере все заявки разбиты на три класса. Заяв­кам типа 1,...,М| присвоены абсолютные приоритеты (АП), заявкам M₁+1,...,M₁+M₂ - относительные приоритеты (ОП), а заявки M₁+M₂+l, ...,М обслуживаются на основе бесприоритетной дисциплины (БП).

Используя различ­ные вариации значений M₁, M₂ и М₃, можно полу­чить смешанную дисцип­лину с разными сочета­ниями элементарных дис­циплин обслуживания.

Для решения задачи распределения приорите­тов и выбора вариантов сочетания дисциплин об­служивания при дисцип­лине со смешанными при­оритетами необходимо осуществить полный пере­бор всех возможных вари­антов. Показателем, определяющим необходимость изменения при­оритета некоторого потока, может служить относительное отклоне­ние времени ожидания, полученное при данном распределении при­оритетов от допустимого времени w_i*

Если δ_i для одних типов потоков заявок значительно отлича­ются от отклонений для других потоков, то необходимо изменить приоритеты или дисциплину обслуживания этих потоков. Распреде­ление приоритетов будет удовлетворительным, если для всех пото­ков заявок δ_i приблизительно одинаковы.

3.       Порядок выполнения работы

3.1.    Анализируя ограничения на время ожидания и трудоем­кости выполнения заявок, сгруппируйте потоки так, чтобы можно было применить дисциплину обслуживания со смешанными при­оритетами.

3.2.    Составьте варианты комбинаций дисциплин обслужива­ния, которые имеет смысл использовать для рассматриваемой сис­темы. Используйте комбинации из двух элементарных дисциплин обслуживания типа: АП+ОП, АП+БП, ОП+БП.

3.3.    Для двух наиболее вероятных комбинаций проведите синтез системы так же, как и для систем с относительными ограни­чениями на время пребывания заявок с элементарными дисципли­нами обслуживания.

3.4.    Для обоих вариантов снимите  зависимость  времени ожидания от быстродействия процессора для всех потоков.

3.5.    Определите быстродействие процессора, обеспечивающее все заданные ограничения для обоих вариантов дисциплины об­служивания.

3.6.    Определите значение функции штрафа С_η для обоих ва­риантов. Постройте графики зависимостей С_η(В).

3.7.    Выберите вариант дисциплины обслуживания исходя из минимально возможного быстродействия и минимального значения функции штрафа С_η.

3.8.    Сравните полученный результат с результатом, полу­ченным в предыдущей работе.

3.9.    Постройте для выбранного варианта дисциплины об­служивания график зависимости времени ожидания от номера при­оритета. Нанесите на нем заданные ограничения. Найдите δ_i.

4.       Контрольные вопросы.

4.1.    Какая дисциплина обслуживания называется  смешан­ной?

4.2.    Сформулируйте закон сохранения времени ожидания.

4.3.    Нарисуйте график зависимости времени ожидания от номера приоритета для смешанной дисциплины обслуживания.

4.4.    Каким образом назначаются приоритеты и выбираются варианты сочетания дисциплин обслуживания?

4.5.    Как определяется быстродействие процессора для сис­тем с дисциплиной обслуживания со смешанными приоритетами?

Лабораторная работа № 4

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК MНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ОБЩЕЙ ПАМЯТЬЮ

1.       Цель работы

Целью данной работы являются определение характеристик многопроцессорных вычислительных систем (МВС) с общей памя­тью и исследование зависимости этих характеристик от числа про­цессоров и их быстродействия.

2.       Структурная организация и сетевые модели МВС с общей памятью

2 1.    Структура МВС с общей памятью

С точки зрения структурной организации МВС наиболее су­щественным является способ связи между процессорами и памятью системы. В зависимости от этого МВС разделяются на системы с общей памятью и системы с индивидуальной памятью. Структура системы с общей памятью представлена на рисунке 2.