- •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
1.3 Мпвс с перекрестной коммутацией
МПВС с перекрестной коммутацией лишено недостатков МПВС с общей шиной.
ОЗУ1 ОЗУ2 ОЗУ3
П1 КВВ1
П2 КВВ2
Рис.1.3.
Связи между устройствами осуществляются с помощью специального устройства - коммутационной матрицы.
Достоинства:
1) нет конфликтов из-за связей;
2) остаются только конфликты из-за ресурсов;
3) высокая производительность достигается за счет одновременной связи нескольких устройств;
4) возможность установления связи между устройствами на длительное время, что позволяет передавать любые массивы информации с высокой коростью;
5) простота и унифицированность интерфейсов всех устройств;
Недостатки:
1) сложность наращивания ВС (установка новой коммутационной матрицы);
2) КМ при большом числе устройств - громоздкая, дорогостоящая;
1.4 Мпвс с многовходовыми озу
Модули ОЗУ имеют число входов, равное числу устройств, которые к ним подключены (рис.1):
- средства коммутации распределены между несколькими устройствами;
- но для наращивания системы должны быть предусмотрены дополнительные входы ОЗУ.
Существуют структуры МПВС с общей памятью и индивидуальной
памятью.
Структура МПВС с общей памятью
ВУ
ПР1 ПРN ВУ
КВВ1
К К кввк
ВУ
ВУ
Пр - процессор;
МП - модуль памяти;
КВВ - коммутатор модуля памяти;
ВУ - внешнее устройство;
Структура МПВС с индивидуальной памятью
ПР1 ПРN
БО БО
мп1 мпN
ву
ву
ву
ву
1.5. Характеристики мпвс
Пусть МПВС - однородная ВС, т.е. все процессоры одинаковы. Каждый из процессоров может обслуживать любую заявку, т.е. работает в режиме разделения нагрузки.
Каждый из N процессоров принимает на обслуживание N-ую часть заявок.
Модель МПВС с общей памятью
V Пусть в МПВС поступает
М потоков заявок с и
О ПР1
ПР2
ПРN
Можно считать, что система обслуживает однородный поток заявок с .
Для обслуживания любой заявки из суммарного потока требуется в среднем процессорных операций.
Средняя длительность обслуживания заявки процессором с быстродействием B равна и интенсивность обслуживания _
Отдельный процессор обслуживает поток с интенсивностью .
Загрузка процессора
Стационарный режим существует, если ,следовательно параметры
МПВС должны отвечать соотношению
., т.е. .
Суммарная загрузка N-канальной системы .
Модель МПВС с индивидуальной памятью
o1
пр1 При экспотенциальном распределении
длительности обслуживания и дисцип-
o2 лине FIFO среднее время ожидания
пр2 заявок в системе i=1,...N
on и загрузкой :
прn
Среднее время пребывания заявок
Среднее число заявок в очереди
Среднее число заявок в системе
МПВС обслуживает суммарный поток заявок
Заявка из суммарного потока с вероятностью будет ожидать обслуживания в среднем w1 единиц времени, с вероятностью - w2.
Следовательно, среднее время ожидания заявки из суммарного потока:
Среднее время пребывания заявки в системе:
Пусть каждый из процессоров обслуживает N-ю часть суммарную потока и средняя длительность обслуживания всех процессоров = v.
=> и p1 =...=pN = p;
.