Министерство образования Российской Федерации
Саратовский государственный технический университет
Исследование системы
разделения времени с квантованием.
Методические указания к лабораторной работе
по курсу «Теория вычислительных процессов
и структур» для студентов специальности ПВС.
Составил доцент кафедры ПВС
Сайкин А.И.
Саратов, 2001 г.
Введение.
Данная лабораторная работа рассчитана на 4 аудиторных часа и ещё на 4 часа самостоятельной работы по изучению литературы, программирование и составление отчёта.
Объект исследований - вычислительная система, работающая в режиме разделения времени с квантованием. Цель исследования состоит в определении параметров режима разделения времени с квантованием, доставляющим максимум удобств пользователям системой. Метод исследования основывается на использовании стохастических сетевых моделей данного режима. Работа выполняется в дисплейном классе. Характер исследований состоит в сочетании результатов, полученных на ПЭВМ с их аналитической обработкой студентом.
2. Содержание работы.
В вычислительных системах широко используются режим пакетной обработки (ПО) и режим разделения времени (РВ). Режим ПО позволяет достичь максимума производительности вычислительной системой, но он не позволяет пользователю активно вмешиваться вход вычислительного процесса и увеличивает время выполнения пользовательских задач, за счёт обработки их в пакете. Режим РВ, ориентирован на непосредственное участие пользователя в вычислительном процессе, позволяет организовать диалог с системой, позволяет обслуживать одновремённо большое количество пользователей, но он не эффективен для решения трудоёмких задач, так как снижает производительность вычислительной системы.
Режим разделения времени с квантованием (РВК) сочетает в себе преимущества обоих режимов ПО и РВ, но требует выполнения соответствующей настройки системы.
В данной лабораторной работе необходимо построить сетевую модель системы, работающей в режиме РВК и исследовать характеристики вычислительного процесса в зависимости от параметров режима РВК. Выбрать количество терминалов К для обслуживания пользователей, полагая, что потоки заявок в модели разделены, и подобрать приемлемое значение коэффициента мультипрограммирования М. Определить величину кванта времени .
Количество терминалов К определяет в основном время ожидания пользователем начала обслуживания. Поскольку для систем РВК основной показатель качества - это максимальное удобство для пользователей, то время ожидания, как не производительная затрата, должно быть минимальным.
Коэффициент мультипрограммирования М выбирается с целью согласования производительности РВК с производительностью центрального вычислителя системы. Увеличение коэффициента мультипрограммирования М приводит к повышению производительности, но так же и к росту издержек на организацию мультипрограммирования. Поэтому необходимо выбирать оптимальное значение коэффициента мультипрограммирования.
Величина кванта времени также влияет на производительность системы и влияет на качество одновремённого обслуживания многих пользователей, причём требования предъявляемые к оказываются противоречивыми, что также требует специального анализа.
2. Задание по работе.
1. Получить вариант задания у преподавателя.
2. Построить сетевую модель для вычислительной системы, работающей в режиме РВК.
3. Выделить в смешанной сетевой модели фрагмент, соответствующий разомкнутой сети.
4. Определить количество терминалов К, обеспечивающее заданную вероятность отсутствия очереди.
5. Рассчитать величину кванта времени .
6. Выделить фрагмент сетевой модели, представляющей собой замкнутую сеть.
7. Найти оптимальное значение коэффициента мультипрограммирования М.
8. Рассчитать характеристики полученной системы, работающей в режиме РВК среднее время реакции системы на запрос пользователей, среднее время ожидания в сети, среднюю длину всех очередей и среднее число заданий пользователей одновремённо обрабатывающихся в сети.
9. Составить отчёт по работе.
3. Задание по уир.
Задание по УИР включает разработку программы, позволяющей выбрать все параметры К, М и в интерактивном режиме и рассчитать все характеристики вычислительной системы для выбранных параметров.