2.1.3. Выбор центрального процессора (вычислительных элементов)

Как известно, для процессора определяют, прежде всего, минимально необходимое быстродействие. Объясняется это тем, что основные усилия фирм, изготавливающих технические средства вычислительных систем, направлены на увеличение быстродействия центральных процессоров. Поэтому семейства ЭВМ разных фирм отличаются, как правило, таким параметром. Спектр значений этой характеристики достаточно широк. Если оказывается, что требуемое быстродействие процессора в настоящее время недостижимо, то выбирают несколько одинаковых процессоров из имеющихся на рынке.

При выборе процессора используют выражение для определения его коэффициента загрузки. Из этого выражения при _устр=₀=/H_ЦПри_устр=/H_ЦПрполучаем условие для определения минимального быстродействия процессора:

В_ЦПр>*,

где — интенсивность потока задач;

 — трудоемкость процессорных операций.

В вычислительных комплексах и сетяхдолжно быть не менее двух процессоров. Для них

В_ЦПр>*/ 2.

Если полученными значениями В_ЦПрв настоящее время не обладает ни один из известных процессоров, то выбирают такое количествоK_ЦПр, чтобы быстродействие каждого из них удовлетворяло условию

В_ЦПр*/K_ЦПр,

где K_ЦПр2. Марку процессора, его быстродействие и стоимость определяют по рекламным материалам фирм, занимающихся реализацией комплектующих для ЭВМ.

Выше отмечалось, что транспьютерные элементыимеют в своем составе процессор, память и средства реализации функций микросхемы соответствующего типа. При этом характеристики микросхем разных поколений меняются незначительно. Современные схемы вычислительных элементов выполняют функции центрального процессора и имеют фиксированное значение быстродействияВ_ВЭ = 200 — 250MIPS.

Таким образом, для базовой конфигурации ВС определяют количество вычислительных элементов по формуле

K_ВЭ*/ 250.

Полученное значение округляют до ближайшего большего целого.

2.1.4. Выбор контроллеров (элементов массовой памяти — эмп)

Обычно эти устройства имеют стандартные характеристики, одинаковые для всех ЭВМ семейства. Поэтому необходимо определить минимальное количество таких устройств из условия

K_контр>_контр*v_контр,

Здесь_контр=*D— интенсивность потока запросов на обмен с файлами, который проходит через контроллер (ЭМП);

v_контр = l_{ср. бл} / В_контр,

где l_{ср. бл}— средняя длина блока записи,

В_контр— скорость передачи через контроллер.

Обычно при обращении к файлам работает подсистема “Оперативная память (ОП) — шина — контроллер — ВЗУ”, структура которой представлена на рис. 2.8. Скорость ее работы определяется возможностями наиболее медленного устройства, поэтому

В_контр =min(В_оп,В_шин,В_контр,В_ВЗУ).

Рис. 2.8. Структура подсистемы ОП — ВЗУ

2.1.5. Выбор накопителей

При выборе накопителей необходимо выполнить оба условия: обеспечение стационарного режима и наличие емкости, необходимой для размещения файлов. Обычно начинают с распределения файлов по накопителям. При этом проверяют условие существования стационарного режима:

_ВЗУ=_ВЗУ*v_ВЗУ< 1

Здесь v_ВЗУ— среднее время доступа к накопителю, паспортная величина (дляIBMPCопределяется программойSysInfoилиCheckIt);

_ВЗУ=*D_ВЗУ,

где D_ВЗУ= - количество обращений к файлам, назначенным на данное ВЗУ.

Учитывая, что иv_ВЗУ— величины, фиксированные для заданной рабочей нагрузки и накопителей, используемых в выбранном семействе ЭВМ, можно записать ограничение на количество обращений к ВЗУ, при котором обеспечивается стационарный режим его работы:

D_{ВЗУ доп}< 1 /*v_ВЗУ.

На один накопитель назначают файлы F_kтак, чтобы сумма количеств их обращений не превышала величиныD_{ВЗУ доп}, а сумма длинG_kбыла не больше емкости накопителя.

Количество накопителей определяется после того, как выполнено назначение всех файлов. Наилучшим считается такое назначение, при котором все накопители загружены примерно одинаково, т. е.

D_ВЗУ1D_ВЗУ2...D_ВЗУk.

Это не всегда удается сделать, так как файлы могут не уместиться по длине или количество обращений к каждому из них не позволяет получить одинаковых сумм D_ВЗУ. Поэтому неравномерное количество обращений к накопителям может быть вполне оправданным.

Один файл не может быть назначен на один накопитель, если его длина больше емкости накопителя или, если D_k >D_ВЗУ. В обоих случаях файл разбивают на 2 или более частей (минимальный размер части равенl_ср._бл). При этом можно считать, что количество обращений к частям файла в соответствующее количество раз уменьшается (т. е. равноD_k/2 или 0.33 *D_kи т.д.). При разбиении файлов на части следует учесть, что доступ к ним осуществляется сложнее, чем к целому файлу. Поэтому количество частей должно быть, по-возможности, минимальным.

Не следует также стремиться занять всю емкость накопителя. Наличие свободного пространства на нем необходимо для нормальной работы системы в условиях заданной рабочей нагрузки и при ее росте в дальнейшем.

Технические и стоимостные характеристики накопителей для базовой ЭВМ любого типа можно найти в рекламных материалах любых фирм, занимающихся их производством или продажей.