
- •Основы теории вычислительных систем Конспект лекций
- •Лекция №1 предмет и задачи курса
- •Состав и функционирование сод
- •Лекция №2 характеристики и параметры сод
- •1) По быстродействию технических средств.
- •2) По совместной работе устройств в комплексе.
- •3) Оценка производительности на рабочей нагрузке.
- •Лекция №3 режимы обработки данных
- •Системы параллельной обработки данных
- •Конвейерная обработка
- •Конвейер операций
- •Конвейер команд
- •Лекция №4 Классификация систем параллельной обработки.
- •Потоки событий
- •Лекция №5 Порядок функционирования систем реального времени используемые для управления техническими объектами.
- •Дисциплина обслуживания заявок со смешанными приоритетами.
- •Лекция №6 Обслуживание заявок в групповом режиме.
- •Смешанный режим обслуживания.
- •Диспетчирование на основе динамических приоритетов.
- •Классы систем реального времени
- •Лекция №6 Оценка начального быстродействия процессора
- •Задача назначения приоритетов по заявкам
- •Критерии выбора дисциплины обслуживания
- •Задача выбора
- •Порядок синтеза систем реального времени
- •Лекция №7 многопроцессорные вычислительные системы
- •Лекция №8 Характеристики мпвк с общей памятью
- •Характеристики мпвк с индивидуальной памятью.
- •Лекция №9 Сравнение мпвк с общей памятью и индивидуальной памятью.
- •Мвк с двухуровневой памятью.
- •Лекция №10 Многомашинные вк.
- •Сателлитные ммвк.
- •Лекция №11 Особенности организации вычислительных процессов в многомашинных и многопроцессорных вк.
- •Задача идентификации и моделирования вс. Задача идентификации.
- •Лекция №12 Принципы построения и свойства моделей.
- •Марковские модели в теории вычислительных систем.
- •Лекция №13 Статистические методы для построения моделей вс.
- •Методы регрессионного анализа.
- •Имитационные методы моделирования.
- •Аналитические и экспериментальные методы.
- •Экспериментальные методы.
- •Лекция №14 методы и средства измерения и оценки функционирования вс.
- •Универсальные и специальные мониторы.
- •Программные мониторы.
- •Аппаратные мониторы.
- •Лекция №15 некоторые варианты построения вычислительных систем. Матричные системы.
- •Ассоциативные системы.
- •Однородные системы и среды.
- •Функционально распределённые системы.
- •Системы с перестраиваемой структурой.
- •Лекция №16 контроль правильности функционирования в вм и системах.
- •Контроль правильности передачи данных.
- •Итеративные коды
- •Сверточное кодирование
- •Равновесные коды
- •Лекция №17 Система диагностирования вс.
- •Особенности программных изделий как объектов тестирования
- •Общие принципы подхода к тестированию пи
- •Функционально полные системы.
Классы систем реального времени
Системы реального времени делятся на 3 класса:
1)система без ограничений пребывания заявок в системе;
2)система с относительными ограничениями на время пребывания заявок;
3)система с абсолютными ограничениями на время пребывания заявок в системе;
1)специальных ограничений нет, однако требования по стационарности режима обслуживания должны выполняться (интенсивность входного потока=интенсивности выходного потока) и отказа не должно происходить;
2)существуют ограничения на задержку заявок в обслуживании, но они не жесткие для каждой отдельно взятой заявки. В том и заключается относительность этих ограничений;
3)ограничения накладываются на обслуживание каждой заявки, причем задержка в обслуживании каждой заявки приводит к потере качества, либо ценность заявки сильно снижается и пропадает смысл в ее обслуживании;
Для системы без ограничений пребывания заявок в системе указаний по задержке времени обслуживания нет. Вводится критерий качества:
-весовой
коэффициент;
-
штраф за задержку
Чем
меньше критерий качества, тем лучше
система. Если в системе вес заявок
одинаков, то
и
-
средняя суммарная длина очереди заявок
за единицу времени.
При увеличении воздействия время ожидания заявок i-го типа будет уменьшаться.
Простой процессора вычисляется следующим образом:
N=4
-
B
В системе 2) могут быть ограничения. Тогда в качестве критерия выбирается система с ограничением на время ожидания
с
истема
предельное ограничение на время
пребывания заявок в очередях
ограничение на
простой
интегральная оценка ко всем потокам
Введем
отклонение оптимального от начального:
Если
зафиксировать
,
то лучший вариант будет в случае
минимального
и существует задача минимализации
по
.
Мы можем изменить дисциплину обслуживания и в зависимости от времени ожидания найти то быстродействие, при котором будут выполняться все заданные ограничения. Для этого нужно составить таблицу зависимости:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
|
– < |
– < |
– < |
– < |
– < |
|
|
|
|
|
|
Сравнивая можно найти наилучшую дисциплину обслуживания. Ограничением на
время ожидания
может служить вероятность времени
ожидания ,если она становится больше
чем предельная р(
).Для
всех потоков надо учесть все штрафы.
-вес
каждого штрафа;
Надо уметь находить все вероятности для всех типов заявок –их можно найти если известны законы распределения времени ожидания ,но на практике это очень сложно (и эти системы мало исследовать в теоретическом плане).
Часто прибегают к моделированию систем тем или иным способом. И с помощью него было доказано, что для р ( ) может быть найдена по формуле:
р
(
)
2
R
R
Выбор дисциплины обслуживания: минимизируя время обслуживания, мы уменьшаем вероятность превышения времени ожидания. С другой стороны ,если мы используем обрабатывающий элемент с большим быстродействием,это так же к уменьшению р( ).