отчеты по лабораторным работам / лабораторная работа №2 — 2 / ОТЧЕТ2
.DOCСанкт-Петербургский Институт Точной Механики и Оптики
(Технический Университет)
Отчёт по лабораторной работе N2
“Исследование систем реального времени:
распределение приоритетов”
Вариант D4
Студенты: Попов П.М. Мережко И.В.
Группа 350 КТУ
Преподаватель: Муравьёва Л.А.
Цель работы: анализ характеристик функционирования ЦУС при использовании различных дисциплин обслуживания заявок и синтез ЦУС , заключающийся в выборе дисциплины обслуживания и определении быстродествия системы, при которых выполняются заданные ограничения на времена пребывания заявок разных классов.
Описание модели:
1
О1
2
О2
. . .
Н ОН
В однопроцессорную систему с интенсивностями 1 ,…, Н поступает Н потоков заявок разных классов (типов), которые могут ожидать обслуживания в очередях
О1 ,…, ОН. Обслуживание заявки заключается в выполнении определённой прикладной программы, хранящейся в памяти системы и характеризуется длительностью обслуживания, определяемой трудоёмкостью программы и быстродействием процессора. Заявки выбираются из очередей в сооответствии с заданной дисциплиной обслуживания.
Исходные данные:
Допустимые времена пребываания заявок в системе:
|
Номер класса |
|||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
0.068 |
0.064 |
1.1 |
0.45 |
0.043 |
0.96 |
Нагрузочные параметры:
|
Номер класса |
Интенсивность потока (1/с) |
Ресурсоёмкость обслуживания в ЦП (тыс.ком.) |
Коэффициент вариации |
|
1 |
1.0 |
50 |
0.5 |
|
2 |
3.0 |
30 |
1.5 |
|
3 |
5.0 |
120 |
2.0 |
|
4 |
7.5 |
100 |
2.0 |
|
5 |
10.0 |
25 |
0.0 |
|
6 |
13.5 |
75 |
1.0 |
Расчёт быстродействия процессора обеспечивающего стационарный режим:
H
V0‘=i i H=6
i=1
V0‘=2752 тыс.ком.
Характеристики ДО с одним классом приоритетов:
Суммарные характеристики ДО с одним классом приоритетов:
Таблица 1
|
V`o |
|
Vo |
2971,9 |
|
||||||
|
ДО |
Классы заявок |
Vцп |
R |
W [c] |
U [c] |
L |
M |
Cw |
Cu |
|
|
БП |
------ |
5092 |
0,5406 |
0,0380 |
0,0515 |
1,5194 |
2,0600 |
0,0205 |
0,0296 |
|
|
ОП1 |
5,2,1,4,6,3 |
3667 |
0,7506 |
0,1040 |
0,1228 |
4,1617 |
4,9123 |
0,1013 |
0,1187 |
|
|
ОП2 |
5,2,1,6,4,3 |
3667 |
0,7506 |
0,0992 |
0,1180 |
3,9685 |
4,7191 |
0,1013 |
0,1187 |
|
|
ОП3 |
1,5,2,4,3,6 |
3712 |
0,7415 |
0,1147 |
0,1332 |
4,5871 |
5,3286 |
0,0942 |
0,1112 |
|
|
АП1 |
5,2,1,4,6,3 |
3197 |
0,8610 |
0,1862 |
0,2077 |
7,4471 |
8,3081 |
0,2508 |
0,2738 |
|
|
АП2 |
5,2,1,6,4,3 |
3197 |
0,8610 |
0,1704 |
0,1919 |
6,8170 |
7,6780 |
0,2438 |
0,2667 |
|
|
АП3 |
1,5,2,4,3,6 |
3117 |
0,8831 |
0,3426 |
0,3647 |
13,7057 |
14,5887 |
0,3436 |
0,3678 |
|
Средние значения (числитель) и относительные отклонения (в %) (знаменатель) времён пребывания заявок для ДО с одним классом приоритетов
Таблица 2
|
Классы заявок |
Дисциплины обслуживания заявок |
||||||
|
БП |
ОП1 |
ОП2 |
ОП3 |
АП1 |
АП2 |
АП3 |
|
|
1 |
0,0478 0,2970 |
0,0551 0,1891 |
0,0551 0,1891 |
0,0468 0,3124 |
0,0186 0,7260 |
0,0186 0,7260 |
0,0162 0,7617 |
|
2 |
0,0439 0,3144 |
0,0480 0,2502 |
0,0480 0,2502 |
0,0480 0,2499 |
0,0111 0,8270 |
0,0111 0,8270 |
0,0118 0,8151 |
|
3 |
0,0616 0,9440 |
0,3594 0,6732 |
0,3594 0,6732 |
0,1215 0,8895 |
1,0895 0,0095 |
1,0895 0,0095 |
0,1990 0,8191 |
|
4 |
0,0576 0,8719 |
0,0819 0,8180 |
0,1592 0,6462 |
0,0799 0,8224 |
0,0697 0,8452 |
0,2011 0,5531 |
0,0731 0,8375 |
|
5 |
0,0429 0,0024 |
0,0429 0,0016 |
0,0429 0,0016 |
0,0430 0,0011 |
0,0082 0,8104 |
0,0082 0,8104 |
0,0087 0,7978 |
|
6 |
0,0527 0,9451 |
0,1387 0,8555 |
0,0814 0,9152 |
0,2594 0,7298 |
0,1633 0,8299 |
0,0438 0,9546 |
0,9560 0,0041 |
|
Усредненные
|
0.0510 0.5624 |
0,121 0.4646 |
0.1243 0.4459 |
0.0997 0.5008 |
0.2267 0.6746 |
0.2287 0.6467 |
0.1729 0.6725 |
Среднее время пребывания для ДО с одним классом приоритетов от номера класса:
Для дисциплины БП характерно примерно одинаковое время пребывания в зависимости от номера класса. Время пребывания при дисциплинах ОП существенно различается, для АП это различие ещё больше. За счёт этого организуется защита от перегрузок для более приоритетных классов. В общем значения времени пребывания для различных дисциплин ОП (и АП) различается несильно, очевидно, что классы 3 и 4 менее приоритетны. Наилучшей ДО выбирается та, которая обеспечивает выполнение ограничений на допустимые времена пребывания заявок в системе при возможно меньшем быстродействии процессора, в данном случае – это АП3. Об этом можно судить по таблице 1. В дальнейшем делается попытка улучшить ДО сводя её к СП и изменяя распределение приоритетов.
ДО со смешанными приоритетами:
Канонический вид:
N
1
2
3
4
5
6
А
Д
Б
Г
В
Е
1
0
2
2
2
2
2
5
0
0
2
2
2
2
2
0
0
0
2
2
2
4
0
0
0
0
2
2
3
0
0
0
0
0
2
6
0
0
0
0
0
0
Матрица
приоритетов СП2:
N
1
2
3
4
5
6
А
Б
В
Г
Д
Е
1
0
2
2
2
2
2
2
0
0
2
2
0
2
3
0
0
0
0
0
0
4
0
0
2
0
0
2
5
0
2
2
2
0
2
6
0
0
0
0
0
0
Матрица приоритетов:
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
|
|
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
2 |
0 |
0 |
2 |
2 |
0 |
2 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2 |
|
4 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
2 |
|
5 |
0 |
2 |
2 |
2 |
0 |
2 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Матрица приоритетов СП1:
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
|
|
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
2 |
0 |
0 |
2 |
2 |
0 |
2 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
4 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
2 |
|
5 |
0 |
2 |
2 |
2 |
0 |
2 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Матрица приоритетов СП3:
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е |
|
|
1 |
0 |
2 |
2 |
2 |
2 |
2 |
|
2 |
0 |
0 |
2 |
2 |
0 |
1 |
|
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
4 |
0 |
0 |
2 |
0 |
0 |
1 |
|
5 |
0 |
2 |
2 |
2 |
0 |
2 |
|
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Относительные отклонения времён пребывания заявок для ДО СП:
Таблица 3
|
ДО |
Быстродействие ЦП |
Относительное отклонение времени пребывания заявок класса: |
Пути улучшения ДО |
||||||
|
Значение |
Отклонение % |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
|
СП1 |
3112 |
11.1 |
0,7613 |
0,8151 |
0,8191 |
0,9375 |
0,7978 |
0,0041 |
13E |
|
СП2 |
3017 |
7.75 |
0,7537 |
0,8076 |
0,1133 |
0,8268 |
0,7908 |
0,0089 |
03E |
|
СП3 |
3012 |
7.57 |
0,7533 |
0,6404 |
0,0949 |
0,7919 |
0,7901 |
0,0009 |
12E,4E |
Характеристики ДО СП:
Таблица 4
|
Номер ДО |
Vцп |
R |
W [c] |
U [c] |
L |
M |
Cw |
Cu |
|
СП1 |
3112 |
0,8831 |
0,3426 |
0,3647 |
13,7057 |
14,5887 |
0,3436 |
0,3678 |
|
СП2 |
3017 |
0,9123 |
0,4384 |
0,4612 |
17,5371 |
18,4495 |
0,5083 |
0,5340 |
|
СП3 |
3012 |
0,9138 |
0,9138 |
0,4701 |
17,8914 |
18,8053 |
0,5200 |
0,5458 |
Характеристики наилучшей ДО СП:
Таблица 5
|
Vцп |
2800 |
5600 |
8400 |
11200 |
14000 |
|
|
R |
0,9830 |
0,4915 |
0,3277 |
0,2458 |
0,1966 |
|
|
Ui |
1 |
0,0181 |
0,0090 |
0,0060 |
0,0450 |
0,0036 |
|
2 |
0,0261 |
0,0087 |
0,0050 |
0,0035 |
0,0026 |
|
|
3 |
5,8112 |
0,0625 |
0,0276 |
0,0173 |
0,0125 |
|
|
4 |
0,1096 |
0,0309 |
0,0172 |
0,0118 |
0,0089 |
|
|
5 |
0,0098 |
0,0047 |
0,0031 |
0,0023 |
0,0018 |
|
|
6 |
5,7689 |
0,0498 |
0,0203 |
0,0122 |
0,0086 |
|
|
mi |
1 |
0,0181 |
0,0090 |
0,0060 |
0,0045 |
0,0036 |
|
2 |
0,0783 |
0,0262 |
0,0150 |
0,0104 |
0,0079 |
|
|
3 |
29,0560 |
0,3127 |
0,1378 |
0,0863 |
0,0623 |
|
|
4 |
0,8221 |
0,2319 |
0,1288 |
0,0882 |
0,0668 |
|
|
5 |
0,0977 |
0,0466 |
0,0306 |
0,0228 |
0,0182 |
|
|
6 |
77,8802 |
0,6721 |
0,2740 |
0,1648 |
0,1161 |
|