- •Министерство образования и науки украины
- •1.3 Мпвс с перекрестной коммутацией
- •1.4 Мпвс с многовходовыми озу
- •1.5. Характеристики мпвс
- •1.6 Свойства мпвс
- •2 К о н в е й е р н ы е в с (к в с)
- •2.4 Структура конвейерного процессора
- •3 Вс с матричной структурой
- •4. Матричные процессоры
- •5. Ассоциативные вс (авс)
- •6 Систолические массивы
- •7 Однородные системы и среды
- •8 Многопроцессорная система с программируемой архитектурой (мпспа)
- •9 Функционально распределенные вычислительные системы
- •10.1 Структура соо
- •10.2. Сетевые модели соо
- •10.3. Теорема Джексона
- •10.4. Постановка задач синтеза соо
- •10.5. Синтез соо с заданным временем ответа (с заданной производительностью)
- •10.6. Синтез соо с заданной стоимостью
- •11. Планирование работ в вычислительных системах
- •11.1. Планирование по критерию минимума суммарного времени выполнения работ
- •11.1.3. Эвристический алгоритм планирования работ в вс
- •11.2. Планирование работ по критерию максимальной загрузки устройств
10.6. Синтез соо с заданной стоимостью
1. Производительность (пропускная способность) системы ограничена.
2. Суммарная стоимость устройств .
3. Оптимальной считается система , имеющая минимальное время ответа U ->min.
Пусть известны характеристики класса задач проектируемой СОО. Определены ресурсы системы : емкость ОП, емкость ВУ, необходимые процессорные операции и операции ввода-вывода в расчете на одну решаемую задачу. На основе этих сведений могут быть определены номенклатура устройств ЭВМ ( количество процессоров, каналов ввода-вывода,ВЗУ ) и конфигурация связей между ними, т.е. структура ЭВМ.
Теперь возникает задача определения быстродействий устройств: быстродействие процессора (B), времени доступа к ВЗУ. Быстродействие устройств влияет на их стоимость. Быстродействия устройств должны быть согласованы с трудоемкостью задач и стоимость S должна быть распределена между n устройствами. Таким образом, чтобы время ответа U имело минимальное значение.
Задача оптимального распределения стоимости устройств, т.е. их быстродействия при ограничении на суммарную стоимость устройств решается следующим образом.
Модель СОО - разомкнутая стохастическая сеть.
P10 Дано:
1) трудоемкости об-
p служивания заявок в каждой из
S1 n систем.
2) a1,...,an -коэффициенты пе-
редач (количество обращений к
p12 соответствующим устройствам
S2 при решении одной задачи.
3) Допущения : поток простей-
ший,длительности обслуживания
Sn заявок в каждой сети распре-
p1n делены по экспоненциальному
закону.
Рис.10.12.
Сеть экспоненциальна и может рассматриваться как n независимых
систем массового обслуживания с .
Известны vi - средняя длительность обслуживания заявок в системе i:
vi =;
- интенсивность обслуживания.
Время пребывания заявки в системе:
Среднее время пребывания задачи в сети, состоящей из n систем:
, где (10.7)
ai -коэффициент передачи ( количество обращений к системе i ).
Стоимость системы:
(10.8)
Следовательно, задача выбора быстродействий устройств сводится
к минимизации функции (10.7) при ограничении (10.8).
Эта задача решена Л.Клейнроком следующим образом:
к (10.7) применяется метод множителей Лагранжа и составляется
функция G=U+ (S-S*).
Дифференцируем G по vi и, приравнивая к нулю, получим:
(10.9)
Дифференцируем G по m i и приравнивая к нулю, получим:
(10.10)
Приравняем S=S* .
кол-во
нетиповых устройств
S0
(10.11)
Подставляя (5) в (3) получим vi.
Подставляя (5) в (4) получим m i.
С учетом
; (10.12)
; (10.13)
Таким образом, минимум среднего времени пребывания задач
( среднего времени ответа на запрос пользователя ) для СОО стои-
мостью S достигается при распределении быстродействий vi в соот-
ветствии с (10.12). Такое распределение быстродействий называется
оптимальным для СОО заданной стоимости. Количество типовых
устройств i-го типа определяется по (10.13).