3.6. Получите характеристики МВС с обшей памятью одного уровня. Зафиксируйте в отчете полученную таблицу характеристик при Вмин.
3.7. Последовательно нажимая клавишу ENTER, получите н зафиксируйте в отчете таблицы характеристик при быстродействиях процессора, отличающихся от Вмин на ΔB, 2ΔB, 3ΔB.
3.8. По полученным таблицам постройте графики зависимостей l=f(N,B); w=f(N,B); u=f(N,B), где N выступает в качестве аргумента, а В - в качестве параметра.
3.9. Получите характеристики МВС с общей памятью двух уровней. Для этого заново заполните таблицу параметров МВС при значении р, взятом из таблицы 3.
3.10. При определении Вмин учтите, что интенсивность входного потока в систему S1 находится как
а значение Вмин>λ1Θ.
3.11. Зафиксируйте в отчете таблицы характеристик и значения производительности, при которых они получены.
3.12. Постройте графики, аналогичные пункту 3.8.
3.13. Установите характер зависимости величин l, w, u от числа процессоров МВС и их быстродействия.
3.14. Сравните результаты, полученные для МВС с одноуровневой памятью, с результатами, полученнымидля МВС с двухуровневой памятью. Сделайте выводы.
4. Контрольные вопросы
4.1. Каковы основные особенности МВС с общей памятью?
4.2. Чем характеризуется режим работы МВС с общей памятью?
4.3. Как строится сетевая модель МВС с общей памятью одного уровня?
4.4. Выведите условия существования стационарного режима в МВС с общей памятью.
4.5. Дайте анализ зависимостей величин l, w, u от В и N.
4.6. Чем характеризуется режим работы МВС с общей памятью двух уровней?
4.7. Как изменяется интенсивность входящего потока в систему S1 в системах с двухуровневой памятью по отношению к системам с одноуровневой памятью?
4.8. Как строится сетевая модель МВС с общей памятью двух уровней?
ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПАМЯТЬЮ
1. Цель работы
Целью работы являются исследование многопроцессорной вычислительной системы с индивидуальной памятью одного и двух уровней, определение и анализ зависимостей основных характеристик МВС от числа процессоров и их быстродействия.
2. Структура и характеристики МВС с индивидуальной памятью
2.1. Структура МВС с индивидуальной памятью
В МВС с индивидуальной памятью, структура которой
приведена на рис.5, каждый из процессоров П1,...,ПN обращается в основном к своему модулю памяти ОЗУ1,...,ОЗУN. Возможен также и обмен информацией между процессорами и
оперативной памятью ООП, который осуществляется через блоки обмена БО, Доступ
к ООП возможен через коммутатор К.
В системах данного класса каждый из процессоров ориентируется на обслуживание заявок определённого типа, программы обслуживания которых размещены в памяти процессора. Такой режим работы МВС называется режимом разделения функций.
2.2. Сетевые модели МВС с индивидуальной памятью
В наиболее простом случае, когда процессоры не обмениваются информацией с общей памятью, работу МВС с индивидуальной памятью в режиме разделения функций можно рассматривать как процесс функционирования N одноканальных систем массового обслуживания (рис.6), каждая из которых состоит из потока заявок интенсивностью λi, очереди Θi, и процессора Пi. В предположении, что входящие потоки - пуассоновские, могут быть получены зависимости для основных характеристик каждой из систем сети:
- среднее время ожидания заявок
где ri = λiVi - загрузка i-й системы;
Vi = Θi/B - длительность обслуживания заявки в i-й системе;
Θi - трудоемкость программы, выполняемой в i-м процессоре;
B - быстродействие процессора;
- среднее время пребывания заявок
- среднее число заявок в очереди
МВС обслуживает поток заявок, интенсивность которого равна сумме интенсивностей потоков всех N каналов:
Тогда характеристики системы в целом определяются следующим образом:
- среднее время ожидания заявок
- среднее время пребывания заявок
- средняя длина очереди заявок
Функционирование МВС с двухуровневой памятью в режиме
разделение функций можно представить сетевой моделью рис.7. На вход сети поступают
потоки заявок с интенсивностью λ1,λ2,....,λN.
Одноканальные системы массового обслуживания S1,S2,...,SN моделируют работу процессоров П1,П2,...,ПN в режиме разделения функций. С-канальная система массового обслуживания SN+1 моделирует работу памяти второго уровня. Обслуживание заявки, поступающей на вход системы, состоит из этапов счёта, выполняемых процессорами Пi за среднее время Vi и этапов обращения к внешней памяти, выполняемых С каналами ввода-вывода за среднее время VN+1. Этап обращения к памяти следует за этапом счета с вероятностью р, и с вероятностью (1-р) заявка по окончании счета покидает систему. По окончании этапа обращения к внешней памяти заявка с вероятностью pi возвратится в одну из систем Si.
Определение характеристик рассматриваемой МВС может быть произведено с учетом изменения интенсивностей входных потоков в системы Si.
Вероятность pi может быть положена равной величине 1/N.
Интенсивность потока на входе системы SN+1
Основные характеристики для систем Si
- среднее время ожидания заявок
- среднее время обслуживания заявок
- среднее число заявок в очереди
Основные характеристики для системы SN+1:
- средняя длина очереди заявок
где pN+1 - вероятность того, что многоканальная система SN+1 свободна от обслуживания заявок;
- среднее время ожидания заявок
- среднее время пребывания заявок
где VN+1 - среднее время обращения к данным в системе SN+1.
Исходные данные для выполнения лабораторной работы в зависимости от заданного варианта приведены в таблице 4.
3. Порядок выполнения работы
3.1. Выберите необходимую лабораторную работу по меню, отображаемому на экране монитора.
3.2. Ознакомьтесь со структурной схемой исследуемой многопроцессорной системы, отображаемой на экране.
3.3. Введите параметры МВС с индивидуальной памятью одного уровня и таблицу параметров. Чтобы система работала как МВС с одноуровневой памятью, значение вероятности р полагается равным нулю.
3.4. Определите минимальное быстродействие процессоров Вмин как ближайшее большее с точностью до десятков тысяч значение
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.