3. Оценка характеристик базовой конфигурации вс

Характеристики оцениваются с помощью моделей. При этом на этапе эскизного проектирования целесообразно использовать однородные модели массового обслуживания. Известно, что модель ВС в целом строится на основе моделей ее устройств или подсистем, с учетом режима работы системы.

Рассмотрим модели подсистем.

3.1. Модель подсистемы Центральный процессор + ОЗУ (вычислительный элемент)

Подсистема имеет структуру, приведенную на рис. 3.1.

В ней один обслуживающий прибор — ЦПр, который обслуживает среднюю задачу в течениеv_ЦПрсекунд непрерывного счета:

v_ЦПр=₀/В_ЦПр,

где ₀– средняя трудоемкость непрерывного счета,

₀=/H_ПРЕР.

Рис. 3.1. Подсистема «Процессор - ОЗУ»

_ЦПр

О

Рис. 3.2. Модель центрального процессора

Программы П₁, П₂,...,П_М, поступающие в систему, хранятся в ОЗУ и образуют очередь. Моделью подсистемы будет однородная одноканальная СМО (рис. 3.2).

Интенсивность потока заявок на входе

_ЦПр=+_ВВ,

где — интенсивность входного потока;

_ВВ— интенсивность потока запросов после окончания ввода- вывода.

а б

Рис. 3.3. Модели многопроцессорных систем:

а – с общей памятью; б – с индивидуальной памятью

Известно, что в системах с общей памятьюлюбой модуль ОЗУ доступен каждому процессору, поэтому программы, находящиеся в памяти, образуют общую очередь задач, готовых к выполнению. Каждая задача может захватить любой свободный процессор. Моделью такой подсистемы приК_цпрбудет служитьK- канальная СМО (рис. 3.3,а). В системахсо смешанной памятью(или синдивидуальной) процессоры имеют доступ только к своим ОЗУ. При этом моделью K процессоров будет K независимых 1-канальных СМО, как показано на рис. 3.3,б.

3.2. Модель контроллера и ВЗУ (элемента массовой памяти + ВЗУ)

К контроллеру может быть подключено одно или несколько ВЗУ, как показано на рис 3.4, а. При передаче данных контроллер обслуживает одно ВЗУ. Совмещение работы ВЗУ возможно только на этапе поиска начальной метки файла. Таким образом, в модели должны быть отображены два этапа:

а) подготовительный (поиск начальной метки файла);

б) передача данных через контроллер.

а б

Рис. 3.4. Подсистема «Контроллер + ВЗУ» (а) и ее модель (б)

Этапы следуют в указанном порядке, поэтому модель будет иметь вид рис. 3.4,б. Здесь СМО S₁ ,..., S_котображают работу однотипных систем (соответствующих ВЗУ) на этапе подготовки к записи–считыванию. Среднее время обслуживания заявок этими СМОv_взуравно среднему времени доступа к накопителю. Интенсивность потока на входе:₁ ,...,_кесть интенсивность потока запросов к соответствующему накопителю

_к=D_взу=*.

СМО S_k+1воспроизводит работу подсистемы на втором этапе – передаче данных через контроллер. Среднее время обслуживания этой системой

v_квв=l_{ср. бл.}/В_квв,

где l_{ср. бл.}– средняя длина блока записей,

В_квв– быстродействие контроллера (скорость передачи накопителя).

Важно помнить, что модель воспроизводит последовательность этапов обращения к ВЗУ, а не операции с файлами (запись или считывание). Тип операции может быть любым.