_×

Архитектура высокопроизводительных систем. Расчёт характеристик систем пакетной обработки

Архитектура высокопроизводительных систем

 

Система оперативной обработки (СОО) это вычислительная система, функционирующая в диалоговом режиме или режиме разделения времени. Примером таких систем могут служить различные информационные системы, вычислительные системы и центры коллективного пользования и т.д. Типовая структура СОО приведена на рисунке 

 Типовая структура СОО

 Система состоит из процессора (Пр), одной или нескольких шин (Ш), внешней памяти накопителей на жестких (ЖД) и гибких (МД) дисках, мультиплексного канала (МК), а также множества терминалов (Т), которые предназначены для связи с пользователями.

В лабораторной работе решается задача синтеза СОО на заданном множестве устройств: необходимо определить структуру системы минимальной конфигурации, обеспечивающую минимальное среднее время ответа при заданном ограничении на стоимость системы.

При этом процессор считается нетиповым (вновь проектируемым) устройством, а остальные устройства типовыми (выпускаемыми промышленностью). Типовые устройства описываются быстродействием и стоимостью, а нетиповые – стоимостным коэффициентом, характеризующим зависимость стоимости системы от быстродействия.

При синтезе СОО определяются:

а) быстродействие процессора;

б) количество шин, МД, ЖД.

Стоимость системы вычисляется по формуле 

 

где   SI и В – стоимость и быстродействие процессора;

S2...Sn – стоимости типовых устройств;

m – количество устройств i-ого типа;

n-1 – количество  типов стандартных устройств.

 Среднее время ответа определяется по формуле:

 

где  ai – среднее количество обращений к i-ому устройству;

vi – среднее время занятости стандартного устройства типа i=2,n;

ai – среднее количество обращений к процессору (этапов счета);

q – среднее число процессорных операций. А - интенсивность потока задач, поступающих в систему.

Синтез системы  оперативной обработки с минимальным временем ответа при заданном ограничении на стоимость осуществляется следующим образом. Стоимость S* системы может быть распределена между перечисленными выше устройствами по-разному. При этом оптимальной считается структура, для которой среднее время ответа является минимальным; наборы данных, используемые задачами, могут быть полностью размещены на магнитных дисках и лентах; количество которых определено из условия (1).

Решение задачи синтеза осуществляется с использованием модели, построенной методами теории массового обслуживания. Модель СОО задается структурой количеством СМО и связями между ними; техническими и стоимостными характеристиками устройств; характеристиками задач, решаемых системой.

Устройства описываются следующими параметрами:

- МД и ЖД - средним временем доступа к данным. – vmd и vzd и емкостью накопителя G md и Gzd соответственно;

- шина данных - средним временем передачи данных - vdb.

Задачи, решаемые системой, по своим параметрам делятся на несколько классов, каждый из которых характеризуется:

- интенсивностью lk поступления потока запросов на решение;

- трудоемкостью qk (количеством) процессорных операций;

- множеством файлов Fj используемых задачами;

- числом обращений Nkj к файлу Fj в процессе решения задачи k-того класса.

Файлы Fj (J=l,k) задаются общей длиной файла Gj средней длиной записи qj, которая передаётся при обмене информацией между оперативной и внешней памятью.

В данной модели используется однородный поток заявок на решение задач, характеристики которого могут быть получены усреднением параметров классов задач, решаемых системой.

 

Программа была разработана в Microsoft Visual Studio 2011 Ultimate с помощью языка программирования Visual C#. Для работы программы требуется .NET Framework версии не ниже чем 2.0.

Архитектура высокопроизводительных систем. Расчёт характеристик систем пакетной обработки

 

Теги: курсовые 11.05.2014