Лабораторная работа № 4 синтез системы оперативной обработки минимальной конфигурации

Цель работы: приобретение студентами навыков расчета и цифрового моделирования систем оперативной обработки при отсутствии ограничений на время пребывания задачи в вычислительной системе при минимально возможной стоимости проектируемой системы.

Проектируемая система оперативной обработки (СОО) представляет собой совокупность технических средств, занятых обслуживанием пяти задач, которые поступают в систему в случайные моменты времени с известной интенсивностью. Кроме указанных пяти задач в системе решаются и фоновые задачи, имеющие самый низкий приоритет и на время пребывания пяти задач в системе не влияющие. Наличие фоновых задач приводит к тому, что процессор можно рассматривать нетиповым устройством, т.е. стоимость процессора, приходящаяся на СОО, пропорциональна требуемому быстродействию процессора, которая обеспечивается частью производительности серийного процессора. В вариантах заданий ёмкости запоминающих устройств также является несерийными, что объясняется неявным присутствием фоновых задач.

Исходными данными для выполнения лабораторной работы являются:

1. Характеристики задач:

n = 5 - количество потоков задач различного типа;

R(i) - среднее количество процессорных операций для решения i-й задачи (i = 1, 2 , . . . , n);

In(i) - интенсивность поступления запросов на решение i-й задачи (i = 1, 2 , . . . , n);

2. Характеристики файлов:

M(j) - объём j-го файла (j = 1, 2 , . . . , 10);

N(i,j) - среднее количество обращений к j-му файлу из i-й задачи; (i = 1, 2 , . . . , n); (j = 1, 2 , . . . , 10);

L(j) - средняя длина записи в j-ом файле; (j = 1, 2 , . . . , 10);

3. Характеристики устройств:

Thd, Tst - среднее время доступа к информации на жестких дисках HD и стримерах ST соответственно;

Vhd, Vst - скорость передачи информации на HD и ST соответственно;

Mhd, Mst - ёмкость внешних запоминающих устройств на HD и ST соответственно;

4. Стоимостные характеристики:

Shd, Sst, Sck - стоимость ST, HD и селекторного канала соответственно;

Dp - стоимостной коэффициент процессора, определяющий стоимость единицы быстродействия.

Исходные данные берутся в соответствии с заданным вариантом из табл. 1.

Синтез СОО минимальной конфигурации основан на том, что коэффициент загрузки каждой из систем массового обслуживания , входящей в разомкнутую стохастическую сеть массового обслуживания, которая является математической моделью проектируемой СОО, не превышает единицы. Это приводит к тому, что в синтезируемой СОО не может возникнуть бесконечная очередь ни к одному устройству, входящему в состав СОО, и, следовательно, в такой системе возможно существование стационарного режима.

Синтез СОО минимальной конфигурации включает ряд этапов:

• определение характеристик средней задачи;

• определение минимального быстродействия процессора;

• определение возможности размещения файлов на различных внешних запоминающих устройств;

• определение количества внешних запоминающих устройств;

• распределение файлов на внешних запоминающих устройствах;

• определение количества селекторных каналов;

• распределение внешних запоминающих устройств между селекторными каналами;

• расчёт времени пребывания задач в СОО минимальной конфигурации;

• расчёт стоимости минимальной конфигурации.