
- •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.
Аналитические и экспериментальные методы.
Аналитические методы исследования ВС сводятся к построению математической модели, которая представляет функционирование системы как отношение между математическими объектами, которые выражены посредством математических операций. Наиболее фундаментальные выводы теории вычислительных систем могут быть сделаны только на основе аналитических методов.
Аналитические зависимости, описывающие функционирование системы, могут быть найдены или принимают определённые допущения о свойствах и поведении системы. Некоторые зависимости линеанизируются, некоторые факторы считаются независимыми друг от друга. Во многих случаях допущения могут приводить к существенным отличиям модели от реальной системы. Т. о. аналитические модели применяются только для наблюдения тех систем, для которых эти допущения справедливы, могут быть применены без потерь точности (погрешность не выше заданной).
Ценность аналитического моделирования заключается в следующем:
зависимости, полученные аналитическими методами, являются строго доказуемыми и их достоверность не вызывает сомнения.
на основе аналитических методов легко определяется экспериментальное и предельное значение характеристик, и может быть оценена эффективность от применения параметров системы.
аналитические методы обладают наиболее наименьшим объёмом вычислений.
Т. о. аналитические методы раскрывают фундаментальные свойства ВС и составляют ядро теории ВС.
Экспериментальные методы.
Основываются
на полученных данных о функционировании
систем в реальных или специально
созданных устройствах с целью оценки
качества их функционирования и выявления
зависимостей, характерных свойств
системы и их составляющих. Типичные
задачи, которые могут решаться с помощью
этих методов, – это оценка производительности,
надёжности, нагрузки, определение
показателей системы. Для того, чтобы
экспериментальные методы можно было
осуществить и использовать их результаты
в ВС, должны быть предусмотрены средства
измерения и оценки функционирования.
Лекция №14 методы и средства измерения и оценки функционирования вс.
Для снятия характеристик в систему нужно вложить средства измерения. Система измерения и оценки функционирования должна состоять из архива, СОФ и результирующих документов. Т.к. измерение производительности в реальном режиме работы, то данные наиболее достоверны. Это измерение называется мониторингом ВС. А технические средства, реализующие мониторинг называются мониторами. В соответствии с системами измерения и принципами построения мониторов, различают классификацию:
Различают:
- трассировочные методы измерения
- выборочные методы измерения
Трассировочный метод основан на регистрации событий, моменту измерения состояний ВС (начало – конец в/в, этап обращения к памяти). События регистрируются монитором в виде набора событийных данных, состоящих из последовательности данных S1,S2,…
Мониторы, использующие трассировочный метод, называются трассировочными.
Выборочный метод
основан на регистрации состояний ВС в
заданный момент времени через равные
промежутки
:
t=n*
,
где n=(0,1,2…).
Можно зафиксировать данные из управляющих
таблиц, электрические сигналы,
характеризующие состояние системы и
её составных частей.
Полученные
данные с погрешностью не более 2
позволяют оценить продолжительность
пребывания ресурсов в различных
состояниях, а также вероятность
нахождения системы в этом состоянии
,
где n
– общее число измерений. Мониторы,
предусмотренные для выборочного
множества, будут называться выборочными.