- •Часть I (модуль 1)
- •Лекция 1 Введение
- •Модуль 1
- •Методы исследования вычислительных систем
- •§1.1 Классификация вс по назначению, по возможностям ос и методы исследования вс
- •Классификация вс по возможностям ос
- •Классификация вс по назначению
- •§1.2. Сущность аналитических методов исследования вс. Системы массового обслуживания (смо) и вычислительные системы.
- •§1.3. Модель процессора и оперативной памяти на основе смо
- •Лекция 3
- •§1.4. Модели каналов на основе смо, обслуживающих внешние устройства
- •§1.5. Стохастическая сетевая модель. Граф передач и матрица вероятностей передач. Экспоненциальная стохастическая сетевая модель
- •§1.6. Разомкнутые и замкнутые стохастические сети. Параметры стохастических сетей
- •Лекция 4
- •§1.7. Расчет интенсивностей потоков в стохастических сетях
- •§1.8. Характеристики стохастических сетей
- •§1.9. Структура многопроцессорной вс с общей памятью и ее характеристики
- •§1.10. Структура многопроцессорной вс с индивидуальной памятью и её характеристики
- •Лекция 11
- •§1.11. Достоинства и недостатки аналитических методов исследования вс Достоинства:
- •Недостатки:
- •Лекция 5
- •§1.12. Сущность использования имитационного моделирования для исследования вычислительных систем
- •§1.13. Общие сведения о системе программного обеспечения gpss pc.
- •§1.14. Физическое, модельное, машинное время
- •Лекция 6
- •§1.15. Пример структуры вычислительной системы для имитационного моделирования
- •Лекция 7
- •§1.16. Пример построения имитационной модели каналов передачи данных.
Модуль 1
Целью модуля является ознакомление с методами исследования и проектирования информационных вычислительных систем оперативной обработки запросов, базирующихся на теории массового обслуживания и языке системного моделирования GPSS/PC. Освоение материала закрепляется при выполнении пяти лабораторных работ, выполняемых в течение семестра.
Методы исследования вычислительных систем
§1.1 Классификация вс по назначению, по возможностям ос и методы исследования вс
Система (от греческого systema – целое, составленное из частей соединение) – совокупность элементов, взаимодействующих друг с другом и образующих определенную целостность, единство, новые по отношению к отдельным элементам свойства.
Элемент системы – часть системы, имеющая определенное функциональное назначение.
Подсистема – сложный элемент системы, состоящий из более простых элементов.
Организация системы – внутренняя упорядоченность, согласованность во взаимодействии элементов системы.
Иерархическая структура системы – структура, в которой сложные элементы разнесены по разным уровням и внутренние связи между элементами организованны от вышестоящих к нижестоящим или наоборот.
Вычислительная система – совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов.
Архитектура вычислительной системы – совокупность свойств и характеристик вычислительной системы, существенных для потребностей пользователя.
Классификация вс по возможностям ос
Многомашинная ВС – совокупность независимых ЭВМ, взаимодействующих на уровне обмена данными (каждая ЭВМ имеет свою независимую ОС);
Многопроцессорная ВС - система, состоящая из более чем одного процессора и общей ОС для всех процессоров. Традиционно на основе многопроцессорных ЭВМ создавались с использованием специально создаваемой элементной базы, средств обмена информацией между процессорами, архитектуры и ПО вычислительные системы высокой производительности (супер-ЭВМ), которые вбирали в себя все прогрессивное и новое, что достигнуто в других классах машин во временной период ее изготовления. Такие системы характеризуются наиболее высоким отношением производительности к потребляемой энергии.
Сетевая ВС – система, представляющая собой совокупность функционирующих групп ЭВМ с обменом информацией на основе средств связи (локальные ВС, глобальные ВС);
Кластерная ВС – вычислительная система, включающая совокупность работающих с общей ОС компьютеров, реализуемая на основе известных компонент элементной базы, средств (сетевых) обмена информацией и ПО. Кластерные ВС все более устойчиво занимают позиции наиболее высокопроизводительных вычислительных средств (супер-ЭВМ). Такие супер-ЭВМ по сравнению с упомянутыми выше традиционными (многопроцессорными) характеризуются сравнительно более низкой стоимостью, но существенно меньшим значением отношения производительности к потребляемой энергии.
Классификация вс по назначению
Информационное обслуживание пользователей
1.1. Оперативная обработка данных: малый объем ввода/вывода данных и вычислений на одно взаимодействие с системой (на одну задачу); высокая интенсивность взаимодействия; требование уменьшения времени ответа.
Выделяется два режима работы системы:
1.1.а. запрос-ответ (время ответа – 5 сек. – 1 мин.);
1.1.б. диалоговый (время ответа 0,5 сек. – 5 сек.).
Пример: кассы ж/д, авиа, библиотеки, банки и т.п.
1.2. Пакетная обработка: большие объемы ввода/вывода данных и вычислений, низкая интенсивность взаимодействия; большое время на получение ответа.
Пример: решение научно-технических задач, прогнозы погоды, АСУ.
2. Обслуживание технических объектов и систем (использование вычислительных средств в технических системах (работа в реальном времени, автопилот, АТС, станки с программным управлением и т.п.)).
Методы исследования ВС:
а) аналитический; достоинства: простота (использование шаблонных реализаций); недостаток: наличие большого числа ограничений;
б) имитационное моделирование; достоинство: мало ограничений; недостаток: высокая трудоемкость в освоении средств системного моделирования и создании моделей;
в) натурный эксперимент.