Аналитические методы

Аналитические методы сводятся к построению математических моделей, которые представляют физические свойства как математические объекты и отношения между ними, выражаемые посредством математических операций.

При использовании аналитических методов оператор F представляет собой совокупность математических выражений.

Модели, построенные этими методами, называется аналитическими. Примеры: Марковские модели, модели массового обслуживания.

Достоинства аналитических методов:

1. Зависимости, полученные аналитическими методами, являются строго доказанными;

2. Аналитические зависимости определяют характеристики для всей области значений параметров;

3. Характеризуются невысокой сложностью вычислений;

Имитационные модели

Имитационные методы основываются на представлении порядка фиксирования системы в виде алгоритма, называемого имитационной алгоритмической моделью. При построении имитационных моделей широко используется агрегационный подход.

Рисунок 34 Схема имитационной модели

- входы агрегата (элемента);

- выходы агрегата;

- режимы функционирования;

Агрегат – это элемент модели, настраиваемый на заданный режим функционирования множеством параметров и преобразующий воздействияв выходные состоянияв соответствии с функцией агрегата.

Имитационная модель составляется из агрегатов путем соединения входов одних агрегатов с входами других.

Исследования вычислительных систем имитационными методами состоит из нескольких этапов:

1. Определение принципов построения модели (состав, характеристики, параметры);

2. Разработка модели;

3. Моделирование на ЭВМ;

Имитационные модели позволяют моделировать системы любой сложности.

Экспериментальные методы

Экспериментальные методы основываются на получении данных о функционировании ВС в реальных или специальных созданных условиях с целью оценки качества функционирования и выявления зависимостей, характерных свойствам системы и её составляющих.

Экспериментальные исследования выполняются в следующем порядке:

1. Формируется цель исследования;

2. Выбирается или разрабатывается методика исследования, которая устанавливает модель исследуемого объекта, способы и средства измерений, обработки измеряемых данных, а также интерпретацию результатов;

3. Проводятся измерения;

4. Измеренные данные обрабатываются и соответствующим образом интерпретируются;

Экспериментальные методы считаются наиболее достоверными.

24.11.2011 КлассMimd

В MIMD-система каждый процессорный элемент выполняет свою программу независимо от других процессорных элементов. Различия в способе взаимодействия процессорных элементов определяют условное деление MIMD-систем на класса: ВС с общей памятью и ВС с распределенной памятью.

В системах с общей памятью имеется общая память команд и данных, доступная всем процессорным элементам с помощью общей шины или по иной схема.

Всистема с распределенной памятью память распределена между процессорными элементами и каждый блок памяти доступен только своему процессору. Сеть соединений связывает процессорные элементы друг с другом.

Симметричные мультипроцессорные системы (smp)

Основные особенности SMP-систем:

1. Имеются процессоров сопоставимой производительности;

2. Процессоры используют совместную память и работают в виртуальном физическом пространстве;

3. Процессоры связаны посредством шины или по иной схеме;

4. Все процессоры разделяют доступ к устройствам ввода-вывода через одинаковые, либо разные каналы;

5. Все процессоры способны выполнять одинаковые функции;

6. Любой из процессоров может обслуживать внешние прерывания;

7. ВС управляется интегрированной операционной системой, которая организует и координирует взаимодействие между процессорами и программами на уровне заданий, задач, файлов и элементов данных;

Достоинства SMP-систем (по сравнению с 1-процессорными системами)

1. Производительность (за счет параллельных исчислений);

2. Готовность к работе (в случае отказа одного из процессоров его нагрузку можно перераспределить на другие);

3. Масштабируемость;

4. Расширяемость;

Схема построения SMP-системы

Рисунок 35 Схема построения SMPсистемы

Архитектура SMD-системы бывает двух типов:

1. Каждый процессор снабжен локальной кэш-памятью;

2. У всех процессоров общая кэш-память;

В случае с отдельной кэш-памятью согласованность содержимого кэш-памяти всех процессоров обеспечивается аппаратными средствами.

В случае с общей кэш-памятью отпадает необходимость синхронизации, но этот способ построения экономически и технически оправдан, если число процессоров меньше, либо равно 4.

Все процессоры ВС имеют равноправный доступ к разделяемым ресурсам основной памяти и УВВ. Такая возможность обеспечивается коммуникационной системой.

В качестве коммуникационной системы может использоваться:

• Общая шина с временным разделением;

• Коммутатор типа «кросс-бар»;

• Многопортовая память;

• Централизованное устройство управления;