Системный анализ / программа

ПРОГРАММА КУРСА «СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ» Факультет компьютерных наук и информационных технологий, 4 курс, 8 семестр

Специальность – «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»

РАЗДЕЛ 1. МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

1.1. Основные понятия системного анализа.

Система, окружающая среда, целостность и обособленность систем. Модели системы, основные этапы моделирования. Классификация систем. Типы моделей: абстрактные и материальные. Постановка цели моделирования, однокритериальная и многокритериальная оценка эффективности. Различия между моделью и системой: конечность, упрощенность и приближенность моделей.

1.2. Основные этапы системного анализа.

Разработка дескриптивной модели, методы построения проблематики. Разработка концептуальной модели системы: стратифицированное описание систем. Разработка концептуальной модели системы: элементы системы, их способ действия и структура системы. Общая модель динамики системы. Математические (аналитические) и имитационные модели. Программная реализация модели, сбор исходных данных для экспериментов с моделью, планирование экспериментов. Проверка адекватности и корректировка модели. Анализ результатов моделирования и оптимизация системы.

РАЗДЕЛ 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ. ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

2.1. Марковские случайные процессы.

Случайные процессы с непрерывным временем, цепи Маркова с непрерывным временем. Процесс гибели и размножения, уравнения состояний. Стационарный режим процесса гибели и размножения.

2.2. Системы массового обслуживания, описываемые процессами гибели и раз-

множения.

Экспоненциальное распределение случайной величины, свойство отсутствия памяти у экспоненциального распределения. Случайные потоки требований, пуассоновский поток. Типы систем обслуживания, параметры и характеристики систем обслуживания. Система М/М/1. Система М/М/ ∞ . Система М/М/Æ. Система М/М/1/В. Система М/М/Æ/0. Система М/М/Æ/ ∞ /Z. Принятие решений с использованием моделей систем массового обслуживания со стоимостными характеристиками, с учетом предпочтительности уровня обслуживания.

2.3. Использование моделей теории систем массового обслуживания при анали-

зе вычислительных систем.

Система коллективного использования ресурсов, ее параметры, возможные структуры распределения ресурса и его коллективного использования. Система массового обслуживания М/М/Æ как модель системы коллективного использования ресурсов. Зависимость среднего времени ответа и среднего времени ожидания в очереди от Æ, от масштабного увеличения параметров системы.

2.4. Однородные открытые экспоненциальные сети массового обслуживания.

Типы сетей массового обслуживания, параметры и характеристики сетей массового обслуживания. Вычисление интенсивностей входящих потоков требований в сис-

1

темы открытой сети массового обслуживания. Теорема Джексона. Метод анализа открытых сетей обслуживания.

2.5.Использование моделей теории сетей массового обслуживания при анализе

ипроектировании вычислительных сетей.

Сети с коммутацией сообщений и пакетов, основные параметры и характеристики, формулировки задач анализа и проектирования. Задача анализа – вычисление средней задержки сообщения. Пороговое поведение средней задержки. Задача проектирования сетей – выбор пропускных способностей каналов, решение задачи в случае линейных стоимостей.

2.6. Однородные замкнутые экспоненциальные сети массового обслуживания.

Уравнения равновесия, стационарные вероятности состояний замкнутой сети массового обслуживания. Вычисление стационарных характеристик замкнутой сети массового обслуживания. Вычисление методом свертки нормализующей константы для замкнутых сетей массового обслуживания с одноприборными системами обслуживания. Постановки задач оптимизации интенсивностей обслуживания в замкнутых сетях массового обслуживания. Решение задачи минимизации стоимости замкнутой сети при ограничении на математическое ожидание длительности реакции сети (задачи СВЛ). Зависимость среднего числа требований в системе и производительности системы от интенсивности обслуживания в системе замкнутой сети массового обслуживания. Решение задачи максимизации производительности замкнутой сети при ограничении на стоимость сети. Решение задачи минимизации стоимости замкнутой сети при ограничении на производительность сети.

2.7.Использование моделей теории сетей массового обслуживания при анализе

ипроектировании вычислительных систем.

Описание модели мультипрограммной ЭВМ, вычисление показателей качества функционирования мультипрограммной ЭВМ. Задачи оптимизации модели мультипрограммной ЭВМ.

2