Моделирование структур ЭВМ и ВС. Аналитическое моделирование. Имитационное моделирование

Утверждаю                   

Зав. кафедрой               

_____________             

_________2008             

Рабочая программа

по дисциплине

Моделирование ЭВМ и вычислительных систем

Особенности применения моделирования на разных этапах проектирования ЭВМ и вычислительных систем (ВС).

Схемотехническое моделирование

Задачи анализа и синтеза, решаемые методами моделирования на этапе логического проектирования элементов, узлов и устройств ЭВМ. Классификация моделей логических схем (ЛС) по значности представления сигналов и по способам учета задержек элементов схемы. Разрешающие возможности булевских и многозначных моделей для анализа логики работы и определения pаботоспособности схем. Принципы итерационного булевского синхронного моделирования ЛС. Понятие ранга схемы. Алгоритм ранжирования, его эффективность в алгоритмах синхронного моделирования. Методы булевского синхронного моделирования, область применения, сравнительный анализ метода простых итераций, метода Зейделя, метода событийного моделирования. Способы задания тестовой последовательности, обеспечивающей полноту исследования логических схем; реализация этих способов в программных моделях. Алгоритм и разрешающие способности метода асинхронного моделирования ЛС, способы реализации в асинхронных моделях задержек переключения элементов. Алгоритм реализации троичного моделирования. Таблицы истинности троичной логики.Статический и динамический риски сбоев в ЛС. Способы их выявления при моделировании.

Моделирование структур ЭВМ и ВС

Постановка задач анализа и синтеза при проектировании структур ЭВМ и ВС.

Классификация параметров ЭВМ и ВС, их представление в модели. Детерминированные и стохастические параметры, вопросы точности и адекватности их задания и определения численных значений. Понятие состояния моделируемого объекта и события. Понятия и соотношения понятий: модельное время, время моделирования, время работы моделируемого объекта, интервал модельного времени. Принципы моделирования дискретных устройств во времени: по интервалам времени и по событиям.

Задачи анализа, решаемые при проектировании структур и алгоритмов функционирования ЭВМ с применением методов моделирования: оценка производительности ЭВМ или ВС, быстродействия и загрузки процессора, пропускной способности канала, порта ввода-вывода; определение влияния алгоритмов диспетчеризации на характеристики качества работы ЭВМ и ВС; определение численных значений параметров устройств ЭВМ и ВС: емкости буферной памяти, разрядности машинного слова, количества регистров в процессоре.

Задачи моделирования существующих систем: определение характеристик, идентификация и ранжирование параметров, оптимизация характеристик.

Методы решения задач анализа: аналитические методы теории массового обслуживания и имитационные методы и средства моделирования на ЭВМ.

Аналитическое моделирование

Построение аналитических моделей ЭВМ и ВС как систем массового обслуживания (СМО). Структура систем массового обслуживания. Входной поток заявок. Приборы (каналы) обслуживания. Время пребывания заявок в системе. Дисциплина обслуживания заявок. Время обслуживания заявок. Выходной поток заявок. Основная задача теории массового обслуживания. Классификация систем массового обслуживания. Задание СМО перечислением свойств. Показатели эффективности СМО.

Методики расчета СМО: уравнения Колмогорова и формулы Литтла, их применение для анализа типовых структур и процессов в ЭВМ и ВС.

Одноканальные системы массового обслуживания. Система с отказами: нестационарный режим, стационарный режим. Система с очередью. Система без потерь. Система с буфером. Системы с приоритетами, назначение приоритетов, система с абсолютным приоритетом. Одноканальные двухфазные системы: система с отказами, система без потерь. Многоканальные системы массового обслуживания. Схема «гибели и размножения». Многоканальные системы: система с очередью, система без потерь, система с ограниченным временем пребывания заявки. Замкнутые системы: система технического обслуживания. Надежность восстанавливаемых объектов.