
- •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.
Лекция №5 Порядок функционирования систем реального времени используемые для управления техническими объектами.
Для управления техническими объектами, такими как телефонное и телеграфное оборудование и т. п. могут быть использованы системы реального времени находящиеся в реальном режиме.
Соединяются с помощью каналов в/в, по которым в ВС поступают сигналы, отмечающие возникновение определенных ситуаций и данные, характеризующие состояние объекта.
Программы обслуживания хранятся в памяти ВМ, они инициируются в порядке, определенном в процессе, протекающим в управляемом объекте и в самой ЭВМ. Причины инициирования программы называют заявками.
Заявки генерируются в объекте и поступают в ЭВМ в случайный момент времени. За отрезок времени поступает Zi количество заявок, все они обслуживаться не могут и, при ограниченной производительности они должны быть поставлены в очередь.
O1
УП
Д2
П1
CPU
Z
1
O2
Z
Д1
П2
:
: :
ПN
Z m
Заявки z1 .. zm поступают в устройство прерывания. Устройство прерывания генерирует прерывание, в результате которого процессор переключается на программу постановки заявки в очередь Д1.
В физическом смысле очередь можно представить как ячейки памяти организованные определенным образом.
После завершения Д1 инициируется Д2.
Время ожидания одних очередей может сокращаться за счет увеличения времени других типов.
Для систем с одним обслуживающим блоком справедлив закон Клейнрона:
,
улучшить время ожидания можно за счет
ухудшения времени ожидания другого
типа.
Дисциплина обслуживания заявок со смешанными приоритетами.
В отдельных случаях необходимо выполнить жесткое ограничение на время выполнения заявок, это требует назначение им абсолютного приоритета по отношению к остальным, в результате чего время ожидания низкоприоритетной заявки может стать недопустимо большим.
Чтобы выполнялись ограничения можно отдельные заявки обслуживать с относительным приоритетом, а остальные – без приоритета, это смешанная дисциплина обслуживания.
w
k
Разобьем все заявки на 3 класса:
1- М1
(М1+1) – (М1+ М2)
(М1+ М1+1) - М1
в каждом классе заявок можем назначить дисциплину обслуживания
1 класс – АП
2 – ОП
3 – БП
время ожидания в очереди
,
k=1,…,M1 ,
k=M1+1,…,
M1+
M2
, k= M1+ M2+1,…, M3
Rk-1 – загрузка системы потоками заявок с приоритетом выше или k-1
Rk – загрузка системы потоками заявок с приоритетом выше или k
RM1 – с приоритетом до M1
RM1+M2 – с приоритетом до M1+M2
R – случайная загрузка
λi – интенсивность входных потоков
Vk – математическое ожидание времени обслуживания
Vk(2) – второй начальный момент длительности обслуживания заявок
Vi(2) = Vi2 + σi2
σ – дисперсия времени обслуживания i-го типа заявок.
АП
W
ОП
АП+ОП` АП
БП
K
M1 M M1+ M2 M