7. Задачи моделирования параллельных кс.

1. Определение цели моделирования.

2. Разработка концептуальной модели.

3. Формализация модели.

4. Программная реализация

5. Планирование проведения эксперимента

6. Реализация плана эксперимента

7. Анализ результатов моделирования

8. Приведите основные принципы моделирования.

Принципы моделирования:

1. Принцип информационной достаточности (при полном недостатке информации о модели ее моделирование не имеет смысла, есть некоторые пороговый уровень информации, при котором моделирование возможно).

2. Принцип осуществимости (модель должна обеспечивать адекватные результаты)

3. Принцип множественности модели (Создаваемая модель должна отражать те свойства реальных объектов, которые влияют на выбранный показатель эффективности, каждая модель отражает лишь некоторые, выбранные стороны реального объекта, для составления полной картины необходимо использовать несколько моделей)

4. Принцип агрегирования (сложную систему можно представить как совокупность простых)

5. Принцип параметризации (В ряде случаев моделируемая система имеет подсистемы, характеризуемые определенным параметром)

9. Моделирование параллельных процессов. Применение аппарата сетей Петри.

Почти любая КС имеет в своём составе параллельно работающие элементы, такие элементы могут взаимодействовать, либо работать независимо. Способы взаимодействия подсистем определяет вид параллельных процессов в системе. Вид процесса влияет на способ моделирования.

1. Асинхронный процесс – его состояние не зависит от состояния других процессов.

2. Синхронный процесс – его состояние зависит от состояния взаимодействующих процессов. Один и тот же процесс может быть синхронен к одному процессу и асинхронен к другому.

3. Подчиненный процесс – создается и управляется другим процессом более высокого уровня.

4. Независимый процесс – процесс, который не является подчиненным.

Реализация параллельных процессов в КС

1. Процессы могут быть истинно параллельны только в многопроцессорных ВС

2. Многие процессы используют одни и те же ресурсы

3. В КС существует 2 вида процессов – родительский и дочерний.

4. 3 подхода:

   • На основе взаимного исключения (монопольный захват ресурса одним процессом )

   • На основе синхронизации по сигналам (обмен сигналами между процессами обозначающими события )

   • На основе синхронизации по сообщениям (обмен информацией между процессами )

Средство моделирования изначально ориентировано на параллельную работу процессов.

Сети Петри — математический аппарат для моделирования динамических дискретных систем. Впервые описаны Карлом Петри в 1962 году.

Сеть Петри представляет собой двудольный ориентированный граф, состоящий из вершин двух типов — позиций и переходов, соединённых между собой дугами. Вершины одного типа не могут быть соединены непосредственно. В позициях могут размещаться метки (маркеры), способные перемещаться по сети.

Событием называют срабатывание перехода, при котором метки из входных позиций этого перехода перемещаются в выходные позиции. События происходят мгновенно, либо разновременно, при выполнении некоторых условий.

Сети Петри – инструмент исследования систем, теория сетей Петри делает возможным моделирование системы – представление её виде сетей Петри. Применяемость сетей Петри исключительно для моделирования.

Модель представляется в математических терминах того, что считают корректным описанием системы. Как правило, модель имеет математическую основу. Возможно несколько путей практического применения сетей Петри при проектировании и анализе. В одном из подходов сети Петри – вспомогательный инструмент для анализа. В результате анализа модели проявляются изъяны и ошибки. Можно предложить более радикальный подход, в котором весь процесс проектирования и определения характеристик проводится с помощью сетей Петри.

Некоторые виды сетей Петри:

• Временная сеть Петри — переходы обладают весом, определяющим продолжительность срабатывания (задержку).

• Стохастическая сеть Петри — задержки являются случайными величинами.

• Функциональная сеть Петри — задержки определяются как функции некоторых аргументов, например, количества меток в каких-либо позициях, состояния некоторых переходов.

• Цветная сеть Петри — метки могут быть различных типов, обозначаемых цветами, тип метки может быть использован как аргумент в функциональных сетях.

• Ингибиторная сеть Петри — возможны ингибиторные дуги, запрещающие срабатывания перехода, если во входной позиции, связанной с переходом ингибиторной дугой, находится метка.

• Иерархическая сеть — содержит не мгновенные переходы, в которые вложены другие, возможно, также иерархические, сети. Срабатывание такого перехода характеризует выполнение полного жизненного цикла вложенной сети.

• WF-сети – сеть потоков работ