Характеристики мпвк с индивидуальной памятью.

Множество программ {p1, p2,.. pM}, а так же связанных с ними данных {Q1,Q2,..QM} разделяются на подмножества некоторых

Є P

Соответственно им в памяти процессора размещается множество программ

В результате этого любой из процессоров принимает на обслуживание определенного типа, а именно те программы обслуживания, которые размещаются в его памяти.

Такой режим функционирования МПВК – режим разделения функций.

Если число обращений к общей памяти невелико (и количество информации, которая в ней хранится), то обращениями к ней можно пренебречь.

Таким образом модель функционирования системы с индивидуальной памятью может быть приведена к функционированию системы с индивидуальными очередями.

Если не назначать приоритеты, а воспользоваться процедурой FIFO, то характеристики любой из систем могут быть найдены по формулам для смешанной дисциплины обслуживания.

Среднее число заявок в i-ой части системы:

Суммарные характеристики для всей системы в общем:

• Суммарный поток заявок:

З аявки из первой очереди с вероятностью будет находится в очереди некоторое время

• Среднее время ожидания:

• Среднее время пребывания:

Если нагрузка в системе распределяется равномерно, то

И тогда получим, что

Лекция №9 Сравнение мпвк с общей памятью и индивидуальной памятью.

Пусть на вход любой из систем поступает одинаковый суммарный поток интенсивностью .

Количество процессоров в системах (N) одинаково.

Быстродействие любого из процессоров одинаково.

Средняя трудоемкость обслуживания заявок одним процессором примерно одинаково.

Тогда в в любом из процессоров время обслуживания заявок примерно одинаково и постоянно:

Отношение времени ожидания для систем с индивидуальной и общей памятью:

Из анализа этого графика можно сделать следующие выводы:

Режим разделения функций увеличивает среднее суммарное время ожидания заявок по сравнению с режимом разделения нагрузки по крайней мере в N раз.

Различие тем больше, чем меньше частичная загрузка процессоров и чем больше количество процессоров, участвующих в обработке.

Увеличение среднего времени ожидания в системах с индивидуальной памятью можно объяснить тем, что заявка, стоящая в очереди может быть принята на обслуживание только в том случае, если освободится процессор, обслуживающий эту очередь.

В случае общей памяти заявка из общей очереди принимается на обслуживание как только освободится 1 из N процессоров.

Т.к. длина очереди пропорциональна времени ожидания, то и длина очереди в системе с индивидуальной памятью тоже будет увеличиваться:

Аналогичное исследование можно провести для отношения Yu, где U – характеризует систему индивидуальной памятью, а u – с общей:

Yu=U/u

Выводы: в системах с общей памятью время пребывания заявок <, чем в системах с индивидуальными очередями, и относительный выигрыш увеличивается при увеличении загрузки и числа процессов (r и N).

Т.о. можно заключить, что при прочих равных условиях МПВК с общей памятью, работающий в режиме разделения нагрузки, обеспечивает лучшие показатели обслуживания заявок, чем МПВК с индивидуальной памятью, работающий в режиме разделения функций.

Поэтому наибольший выигрыш в производительности можно получить, если не специализировать процессоры по задачам, т.е. они должны быть однородны.

Однако такая организация очень сложна из-за сложности процессоров, организации связей между процессорами и памятью, и сложности ОС.

Более простой подход – создание специализированных процессоров, выполняющих часть из рабочей нагрузки, но при этом не полностью будут реализованы возможности многопроцессорной обработки данных.

Наивысшая производительность может быть достигнута в том случае, когда все ресурсы, распределенные по N процессорам, сосредоточены одном общем элементе.