4. Задания для самостоятельной работы

1. Разработать программу, моделирующую работу планировщиков

2. Данные о количестве задач в пакете и количестве процессоров взять согласно варианту из таблицы заданий

3. Провести сравнительный анализ работы планировщиков с алгоритмами Макнотона и LPT по следующим характеристикам:

• простой процессора

• по величине T0 - длине соответствующего оптимального расписания .

4. Диаграмму расписаний вывести на экран .

Таблица исходных данных

№ варианта	Количество процессоров в системе	Количество задач в пакете
1	2	5
2	4	15
3	6	20
4	2	12
5	4	14
6	6	7
7	2	10
8	4	14
9	6	15
10	2	17
11	4	11
12	6	8
13	3	4
14	5	7
15	7	13
16	3	15
17	5	17
18	7	21
19	2	10
20	4	12

5. Содержание отчета

1. Титульный лист.

2. Наименование и цель работы.

3. Отчет по заданию.

4. Выводы по работе.

Лабораторная работа № 3

Исследование работы

Мультипроцессорных систем с общей и индивидуальной памятью

(Режимы разделения нагрузки и разделения функций)

1. Цель и порядок выполнения работы

Цель работы - ознакомиться с режимами работы мультипроцессорных систем;

Порядок выполнения работы:

• ознакомиться с описанием работы;

• написать алгоритмы, разработанные как модели изучаемых мультипроцессорных систем;

• отладить программу;

• оформить отчет.

2. Общие сведения

Для увеличения производительности в состав ВС может вводиться несколько процессоров, способных функционировать параллельно во времени и независимо друг от друга и наряду с тем взаимодействовать между собой и с другим оборудованием системы. ВС, содержащие несколько процессоров, связанных между собой и с общим для них комплектом внешних устройств, называются мультипроцессорными системами (МПС).

Производительность МПС увеличивается по сравнению с однопроцессорной системой за счет того, что мультипроцессорная организация создает возможность для одновременной обработки нескольких задач или параллельной обработки различных частей одной задачи.

В ряде случаев требуется обеспечить непрерывность функционирования системы во времени. Это означает, что отказ в любом устройстве ВС, в том числе и в процессоре, не должен приводить к катострофическим последствиям, т.е. система должна сохранять работоспособность и после отказа. В таком случае все устройства ВС должны быть по крайней мере задублированы и система должна содержать не менее двух процессоров, т.е. строиться как МПС.

Наиболее существенен в структурной организации МПС способ связи между процессорами и памятью системы. В этом аспекте МПС разделяются на МПС с памятью общей (полнодоступной) и индивидуальной (раздельной).

МПС С ОБЩЕЙ ПАМЯТЬЮ.

В МПС с общей памятью каждый из процессоров имеет доступ к любому модулю памяти, которые могут функционировать независимо друг от друга. В каждый момент времени могут выполняться одновременные обращения с целью записи или чтения информации, число которых определяется числом модулей. Конфликтные ситуации (обращение к одному и тому же модулю памяти) разрешаются коммутатором, начинающим обслуживать первым устройство с наибольшим приоритетом, например, процессор с наименьшим номером. Каждый из процессоров может инициировать работу любого канала ввода/вывода.

Структура МПС с общей памятью наиболее универсальна: любая информация, хранимая в памяти системы, в равной степени доступна любому процессору и каналу ввода/вывода. Отрицательное свойство МПС с общей памятью – большие затраты оборудования в коммутаторах (эти затраты пропорциональны произведению числа устройств, подключенных к памяти, и числа модулей памяти).

МПС С ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ПАМЯТЬЮ.

В МПС с индивидуальной памятью каждый из процессоров обращается в основном к своему модулю памяти. Для обмена данными между подсистемами «процессор – модуль памяти» в процессорах предусмотрены блоки обмена, обеспечивающие передачу сегментов информации между общей памятью и модулем памяти. При этом блок обмена может работать как селекторный канал: операция обмена инициируется процессором и передача данных выполняется с параллельной работой последнего. Принцип индивидуальной памяти позволяет исключить коммутаторы в интенсивно используемом канале «процессор – модуль памяти», вследствие чего увеличивается номинальное быстродействие процессоров и уменьшаются затраты оборудования по сравнению с общей памятью. Отрицательным последствием разделения памяти между процессорами является потеря ресурсов быстродействия в процессе обмена информацией между модулями памяти и общей памятью системы. Потери возникают, во-первых, из-за возможных приостановок работы процессоров для ожидания моментов окончания обмена данными с общей памятью и, во-вторых, из-за дополнительной загрузки модулей памяти операциями обмена.

Если класс задач, решение которых возлагается на МПС, таков, что работа каждого процессора связана с использованием в основном ограниченного подмножества данных и обращение к остальным данным происходит сравнительно редко, то индивидуализация памяти приводит к экономии оборудования и обеспечивает высокое номинальное быстродействие процессоров в системе. В противном случае, когда каждый из процессоров почти равновероятно обращается к любому сегменту данных, МПС должна строиться по схеме с общей памятью, исключающей необходимость в обмене информацией между модулями памяти.