close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Курсовой проект (2)

код для вставкиСкачать
Самарский Государственный Технический Университет
Кафедра «Вычислительная техника»
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине
«Проектирование ВС»
на тему
«Разработка вычислительной системы заданного типа»
Выполнил: студент 5-АИТ-3
Ятульчик Е.В.
Приняла: преподаватель
Ефимушкина Н.В.
Оценка:
Самара 2012
1
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Самарский государственный технический университет»
Факультет АИТ
Утверждаю ________________2012 г.
___________________________
Кафедра «Вычислительная техника»
Зав.
кафедрой
ЗАДАНИЕ ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТИРОВАНИЮ
Студенту _____________________________________________ V курса, группы №
1. Тема проекта и исходные данные
РАЗРАБОТКА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЗАДАННОГО ТИПА
Исходные данные: Характеристики задач, обрабатываемых системой, ограничение на стоимость или время
ответа, тип системы, тип базовых устройств.
2. Задание на специальную разработку: Оценить влияние количества (сбоев) устройств заданного типа на
характеристики ВС.
3.Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень подлежащих разработке вопросов)
1)Описание особенностей работы ВС заданного типа. 2) Определение вычислительной нагрузки,
создаваемой набором задач. 3) Выбор базовой конфигурации ВС. 4)Расчет параметров и характеристик базовой
конфигурации. 5) Построение модели и функциональной схемы оптимальной конфигурации. 6) Оценка влияния
количества (сбоев) устройств заданного типа на характеристики ВС.
4. Перечень обязательного графического материала
1) Функциональные схемы минимальной и оптимальной конфигурации ВС. 2) Модели минимальной и
оптимальной конфигурации ВС. 3) Графики зависимости характеристик устройств (указанных в задании) и
системы в целом от количества (сбоев) устройств заданного типа.
5. Рекомендуемая литература
1) Проектирование вычислительных систем. Методические указания к курсовому проектированию, 2011.
2) Основы теории вычислительных систем. / Под ред. Майорова С.А., 1978. 3) Транспьютеры. Архитектура и
программное обеспечение.,1993. 4) Конспект лекций по проектированию ВС.
6. Срок сдачи законченного проекта "_3_"_декабря_____2012 г.
7. Дата выдачи задания "___"__________________________2012 г.
Руководитель - доц. Ефимушкина Н.В.
Задание принял к исполнению "___"_____________2012 г. Студент___________________________
2
Содержание
Исходные данные для системы………………………………………………….......4
1. Определение вычислительной нагрузки, создаваемой набором задач………..5
2. Эскизный проект……………….………………………………………………….7
3. Модель базовой конфигурации…………...……………………………………..13
4. Оценка характеристик ВС с помощью моделей …………………………...…..14
5. Оптимизация структуры ВС………………………………………………...…...17
6. Технический проект ВС……………………………………………………….....20
Список используемых источников ………………………………………………..27
3
Исходные данные для системы
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ СИСТЕМЫ,
ВАРИАНТ 26
1. Ограничение на
время, 44с
2. Тип системы
ЛВС
3. Тип ЭВМ
IBM PC
4. Тип ВЗУ
Винчестер; flash
5. Тип памяти
индивидуальная
6. Исследуемое устройство
(п.2.1 основного задания)
линия связи
7. Тип каналов
телефон, цифровой
8. Средняя длина пакета
4 Кбит
9. Количество абонентов
9
Параметры задач, решаемых системой
Таблица 1. Параметры задач, решаемых системой
№
задачи
Интенсив
-ность λm
№
задачи
Интенсивность λm
№
задачи
Интенсив
-ность λm
№
задачи
Интенсивность λm
№
задачи
Интенсивность λm
1
0.10
10
0.05
16
0.01
5
0.08
20
0.03
Параметры файлов
Таблица 2. Параметры файлов
Номер файла k
Файлы
Fk
Длина
файла
Gk,
Гбайт
Длина
блока
записей
lk,
Кбайт
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
56
68
88
54
56
45
35
68
88
62
300
400
500
500
300
400
400
300
500
200
4
Трудоемкости задач и число обращений к файлам
Таблица 3. Трудоемкости задач и число обращений к файлам
№
зада
чи
Трудоем
кость
Θm, млн
операций
Число
обращений
удаленных
F1 F2
пользователей
к задачам qm
42
220
1
250000
10
120000
20
16
250000
35
250
5
160000
32
220
20
180000
40
Число обращений к файлам dmk
F3
F4
F5
F6
150
250
F7
F8
180
200
F10
320
180
220
180
220
F9
80
200
150
80
220
180
150
200
5
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время подавляющая часть компьютеров всего мира
объединена в ту или иную сеть. Около 80 процентов всей пересылаемой
информации замыкается в рамках одного офиса, поэтому особое внимание
разработчиков стали привлекать так называемые локальные вычислительные
сети. Локальные вычислительные сети отличаются от других (глобальных) тем,
что они обычно ограничены умеренной географической областью.
Локальные сети предназначены для реализации таких прикладных
функций, как передача файлов, электронная графика, обработка текстов,
электронная почта, доступ к удаленным базам данных, передача цифровой
речи. Локальные сети объединяют ЭВМ, терминалы, устройства хранения
информации, переходные узлы для подключения к другим сетям и др.
Локальные
сети
составляют
один
из
быстроразвивающихся
секторов
промышленной средств связи, локальную сеть часто называют сетью для
автоматизированного учреждения. Локальная сеть представляет собой канал и
протоколы обмена данными для связи рабочих станций и ЭВМ.
В производственной практике ЛВС играют очень большую роль.
Посредством ЛВС в систему объединяются персональные компьютеры,
расположенные на многих удаленных рабочих местах, которые используют
совместно оборудование, программные средства и информацию. Рабочие места
сотрудников перестают быть изолированными и объединяются в единую
систему. В такой внутрипроизводственной организации есть ряд преимуществ:
- разделение ресурсов позволяет экономно использовать ресурсы,
например, управлять периферийными устройствами, такими как лазерные
печатающие устройства, со всех присоединенных рабочих станций;
- разделение данных предоставляет возможность доступа и управления
базами данных с периферийных рабочих мест, нуждающихся в информации;
6
-
разделение
программных
средств,
предоставляет
возможность
одновременного использования централизованных, ранее установленных
программных средств;
 при
разделении
ресурсов
процессора
возможно
использование
вычислительных мощностей для обработки данных другими системами,
входящими в сеть. Предоставляемая возможность заключается в том, что на
имеющиеся ресурсы не “набрасываются” моментально, а только лишь через
специальный процессор, доступный каждой рабочей станции;
 многопользовательские
свойства
системы
содействуют
одновременному использованию централизованных прикладных программных
средств, ранее установленных и управляемых, например, если пользователь
системы работает с другим заданием, то текущая выполняемая работа
отодвигается на задний план.
7
1 Определение вычислительной нагрузки, создаваемой набором задач
Для получения однородного описания рабочей нагрузки определяют
следующие характеристики средней задачи:
1) интенсивность поступления:
M
=


m
m 1
= 0.1 + 0.05 + 0.01 + 0.08 + 0.03 = 0.27
2)
Доля задач класса m в смеси
pm m/
p1 = 0.1/ 0.27 = 0.37 ;
p10 = 0.05/ 0.27 = 0.186 ;
p16 = 0.01/ 0.27 = 0.037;
p5 = 0.08/ 0.27 = 0.297;
p20 = 0.03/ 0.27 = 0.11.
Если расчеты выполнены правильно, то сумма всех долей Pm
должна быть равна единице. В примере: 0.37 + 0.186 + 0.037 + 0.297 + 0,11 = 1,
т.е. значения Pm определены верно;
3) трудоемкость процессорных операций:
M
 =  p *
m
m 1
m

 = 0.37*250000 + 0.186*120000 + 0.037*250000 + 0.297*160000 + 0.11*180000
= 191481
4) среднее число обращений к файлу Fk:
8
M
Dk =
 p *d
m
mk
m 1
D(F1)= 220*0.37 = 81.4
D(F2)= 250*0.037+220*0.297 = 74.59
D(F3)= 250*0.186+220*0.11 = 70.7
D(F4)= 150*0.37 = 55.5
D(F5)= 200*0.186 = 37.2
D(F6)= 150*0.297+180*0.11 = 64.35
D(F7)= 180*0.37+180*0.037 = 73.26
D(F8)= 220*0.186+80*0.297+150*0.11= 81.18
D(F9)=320*0.37+80*0.037 = 121.36
D(F10)=180*0.186+200*0.037+220*0.297+200*0.11=128.22
5) общее число обращений к файлам:
K
D =
D k
k 1
D = 81.4 + 74.59 + 70.7 + 55.5 + 37.2 + 64.36 + 73.26 + 81.18 + 121.36 + 128.22 =
787.77
6) средняя длина блока записей файлов:
K
l ср бл = ( lk*Dk)/D
k1
l
ср бл
=
(81.4*300 + 74.59*400 + 70.7*500 + 55.5*500 + 37.2*300 +
64.35*400 + 73.26*400 + 81.18*300 + 121.36*500 + 128.2*200)/787.77 =
= 373.578 Кбайта
7) среднее число обращений источников информации к задаче:
M
Q=
p *q
m
m
m1
Q = 0.37*42+0.186*20+0.037*35+0.297*32+0.11*40=34.482
9
8) среднее количество прерываний ЦП определяется с учетом того, что
любая операция обращения к файлу Fk вызывает прерывание ЦП:
HЦПр = D + Q + 1
HЦПр = 787.76 + 34.459 + 1 = 823.219
9) средняя трудоемкость (количество операций) непрерывного счета на
ВЭ:
0 =  / HВЭ
0 = 191482/823.259 = 232.59 млн. операций
10
2 Эскизный проект
На стадии эскизного проекта необходимо определить структуру ВС и
приблизительно оценить ее характеристики.
2.1 Выбор базовой конфигурации ВС
Базовую конфигурацию еще называют минимальной. Она должна, вопервых,
содержать
устройства,
номенклатура
которых
определяется
потребностями задач и архитектурой базовой ЭВМ, и, во-вторых, обеспечивать
обработку этих задач за конечное время, т. е. функционировать в стационарном
режиме.
Для построения ЛВС на базе IBM PC необходимо использовать
следующий стандартный набор модулей:

центральный процессор;

накопитель на жестком диске (большой емкости или винчестер);

контроллер;

системная шина (канал);

терминалы;

мультиплексоры (концентраторы, хабы);

сетевые адаптеры (контроллеры, карты);

каналы (линии связи).
11
2.2 Определение параметров устройств минимальной конфигурации
2.2.1 Выбор центрального процессора
Условие для определения минимального быстродействия процессора:
ВЦПр >  * Q / 2
ВЦПр > 0.27 * 191390 / 2 = 25837.65 MIPS
vцпр = 0 / ВЦПр = 232.49/25837.65 = 0.009 c
Выберем центральный процессор Intel Pentium G620 2.6 ГГц, имеющий
производительность около 28000 MIPS
2.2.2 Выбор контроллеров
Обычно эти устройства имеют стандартные характеристики, одинаковые
для всех ЭВМ семейства. Поэтому необходимо определить минимальное
количество таких устройств из условия
Kконтр > контр * vконтр
контр =  * D = 0.27*787.77 = 212.7 – интенсивность потока запросов на
обмен с файлами.
vконтр = lср. бл / Вконтр = 373.507/71000 = 0.00526 с
Kконтр > 212.7 * 0.00526 = 1.118
Kконтр = 2.
12
2.2.3 Выбор накопителей
При выборе накопителей и определении их количества необходимо
выполнить два условия: обеспечение стационарного режима и наличие емкости,
необходимой для размещения файлов.
Стационарный режим устанавливается при коэффициенте загрузки
ВЗУ  1 или ВЗУKВЗУ.
Коэффициент загрузки определяется по формуле




,
ВЗУ
ВЗУ
ВЗУ
где  ВЗУ – среднее время доступа к накопителю

D
ВЗУ
k – количество обращений к файлам,
ВЗУ

D
, где D
ВЗУ
F
ВЗУ
k
назначенным на данное ВЗУ.
Для одного винчестера DВЗУ = D = 787.77 следовательно:
ВЗУ = 0.27 * 787.77 = 212.6952
Для проверки наличия стационарного режима можно записать следующее
ограничение:
D
D
,
ВЗУ
ВЗУ
ДОП
= 1/(0.27*0.0042) = 881.834  вышеописанное

1
/


где: D
ВЗУ
ВЗУ
ДОП
условие выполняется, значит достаточно одного накопителя.
Определим емкость накопителя, необходимую для размещения файлов:
GВЗУ1 = 56 + 68 + 88 + 54 + 56 + 45 + 35 + 68 + 88 + 62 = 620 Gb
13




ВЗУ
ВЗУ
ВЗУ
= 212.6952 * 0.0042 = 0.893
Поскольку ВЗУ  1 , стационарный режим обеспечен.
В качестве накопителей выберем жесткий диски Seagate(Maxtor) 7200
Barracuda [ST3320413AS/ST750DM000] Cache 16MB, ёмкостью 750GB со
средним временем доступа 4.2 мс
2.2.4 Выбор числа терминалов
Это
число
определяется
количеством
рабочих
мест
(источников
информации), оговоренных в техническом задании (Количество абонентов = 8).
2.2.5 Выбор числа линий связи
2.2.5.1 Число телефонных линий связи (10кБод)
Определим число линий связи:
ЛС = ЛС * vЛС
ЛС =  * Q = 0.27 * 34.459 = 9.304 - потока запросов от удаленных
пользователей.
vЛС = Z / ВЛС = 4000/10000 = 0.4 с – время передачи пакета.
ЛС = 9.304 * 0.4 = 3.7216 линий связи, т. е. необходимо взять 4 линии
связи.
Число линий определяет количество сетевых адаптеров (контроллеров):
КСА = 2 * КЛС = 2 * 4 = 8 сетевых адаптера.
14
2.2.5.2 Число цифровых линий связи (100МБод)
Время передачи пакета по линии
νЛС = Z / ВЛС = 4000 / 100000000 = 0.00004 с.
Количество телефонных линий связи должно удовлетворять условию
КЛС > ρЛС = λЛС * νЛС = 9.304 * 0.00004 = 0.00037216.
Необходимо взять ближайшее большее значение, т.е. 1 линию.
Число линий в соответствии с условием (2.15) определяет количество
сетевых адаптеров:
КСА = 2 * КЛС.
КСА = 2*1 = 2.
2.3 Проверка корректности ограничения на время
tЦПр = vЦПр * HЦПр = 0.009 * 823.219 = 7.41 c
tконтр = vконтр * D = 0.00526 * 787.77 = 4.14 c
K
В
З
У
V
В
З
У
*
D
В
З
У
i = 0.0042*787.77 = 3.31 c.
tВЗУ = 
i
1
tЛС = vЛС * Q = 0.4 * 34.482 = 13.79 c
ЦП
контроллер
ВЗУ
ЛС
мин время
7.41
4.14
3.31
13.79
28.65
Ограничение на время U* больше Umin, т.е. оно задано корректно.
15
Спецификация базовой конфигурации ЛВС на IBM PC
№
Наименование
1 Центральный процессор
Марка
Intel Pentium G620 2.6
Количество
Цена
Сумма
2
1750
3500
2 материнская плата
Плата Gigabyte LGA1155 GAP61A-D3 H61 2xDDR3-1333
1xPCI-E 8ch 4xSATA 2xSATA3
2xUSB3 COM LPT GLAN ATX
2
2000
4000
3 оперативная память
Память DIMM DDR3
1024MB PC10666 1333Mhz
Hynix orig.
2
250
500
4 винчестер
Seagate(Maxtor)
7200
Barracuda
[ST3320413AS/ST750DM000]
Cache 16MB
2
2390
4780
2
2810
2810
2
190
380
6 клавиатура
Монитор PHILIPS 166V3LSB
[LCD, 1366x768, 1000:1, 5
мс, 160гор/160вер, D-Sub,
DVI]
Клавиатура GENIUS KB-06XE
PS/2
7 мышь
Мышь проводная OKLICK
115S
2
130
260
8 корпус
Корпус LINKWORLD 617-03
350W
2
1 220
2440
9 сетевой адаптер
82558 UTP 10/100 adapter
8
275
2200
5 монитор
Итого
20 870
16
2.4 Структурная схема базовой конфигурации проектируемой ВС
Рисунок 2.1 Структура базовой конфигурации
17
3 Модель спроектированной вычислительной системы
Рисунок 3.1 Модель спроектированной ЛВС на базе IBM PC
18
4 Оценка характеристик ВС с помощью моделей
4.1 Параметры модели
Модель задана, если заданы ее параметры:
1) количество узлов (СМО) – N ;
N=7
2) число каналов K1, ..., KN в СМО S1, ..., SN;
S1 : K1 = 4;
S2 : K2 = 1;
S3 : K3 = 1;
S4 : K4 = 1;
S5 : K5 = 1;
S6 : K6 = 1;
S7: K7 = 1;
3) интенсивность источника заявок (задач) ;
 = 0.27
4) средние длительности обслуживания в узлах v1, ...,vN;
v1
v2=v3
v4=v6
v5=v7
0.4
0.009
0.0042
0.00526
5) связи между СМО, которые представляются в виде матрицы
вероятностей передач P = p[i,j]. Элемент рij этой матрицы задает вероятность
перехода заявки из СМО Si в СМО Sj в процессе решения задачи. Матрица
19
имеет размерность (N+1)*(N+1), так как в сети используется дополнительная
(фиктивная) СМО S0 – источник заявок.
1. рцп, 1— вероятность окончания счета,
рЦП,0 = 1/НЦПР = 1/823.219 = 0.00122
где НЦПР - количество прерываний центрального процессора.
2. рВЗУ - вероятность обращения к НМД,
рВЗУ = DВЗУ/Нцпр = 787.77/823.219 = 0.95678
где DВЗУ - количество обращений к НМД.
3. рЛС - вероятность обращения к линии связи,
pЛС = Q / Hцпр= 34.482/787.77= 0.042
где Q — количество обращений удаленных пользователей к задачам.
Матрица имеет размерность (N+1)*(N+1), так как в сети используется
дополнительная (фиктивная) СМО S0 – источник заявок.
Таблица 4.1 Параметры модели
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
0
0
0.00122
0.00122
0
0
0
1
0
0.042
0.042
0
0
0
0
0.5
0
0
0
0
0
0
0.5
0
0
0
1
0
0
0
0
0.95678
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0.95678
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
S7
0
0
1
0
0
0
0
0
20
Таблица 4.2 Параметры СМО
СМО
СМО1
СМО2
СМО3
СМО4
СМО5
СМО6
СМО7
Число
каналов
Время обслуживания
0,4
0,009
0,009
0,0042
0,00526
0,0042
0,00526
4
1
1
1
1
1
1
4.2 Определение характеристик ВС с помощью модели
Таблица 4.3 Полученные характеристики ЛВС
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
Коэф-т
загрузк
и
Среднее
число
занятых
каналов
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
Среднее
Среднее
Среднее
число
время
время
заявок в
ожидания
пребывани
СМО
в очереди
я в СМО
СМО 1
9.565
0.957
3.826
35.426
19.91
23.736
2.081
2.481
СМО 2
110.656
0.972
0.972
409.836
242.004
243
2.187
2.196
СМО 3
110.656
0.972
0.972
409.836
242.004
243
2.187
2.196
СМО 4
105.873
0.445
0.445
392.123
0.356
0.801
0.00336
0.00756
СМО 5
105.873
0.557
0.557
392.123
0.7
1.257
0.00661
0.01187
СМО 6
105.873
0.445
0.445
392.123
0.356
0.801
0.00336
0.00756
СМО 7
105.873
0.557
0.557
392.123
0.7
1.257
0.00661
0.01187
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 506.029793968929
Среднее число заявок пребывающих в сети : 513.85075091647
Среднее время обслуживания в сети : 28.9665072131148
Среднее время ожидания в сети : 1874.18442210715
Среднее время пребывания в сети : 1903.15092932026
21
5 Оптимизация структуры ВС
Основной прием оптимизации разгрузка “ узких мест ”. Если некоторый
коэффициент n > 0.5 для одноканальной СМО (или коэффициент загрузки
канала многоканальной СМО n
канала
>0.5), то соответствующее устройство
можно считать «узким местом» системы.
В данной системе «узкими местами» являются узлы СМО1, СМО2, СМО3,
СМО5, СМО7. Для разгрузки системы меняем структуру добавляем в СМО6 и
СМО 7 по контроллеру, добавляем СМО5 с 2мя контроллерами, меняем
процессоры в СМО2 и СМО3 на более производительные (i5-3470 3.2Ghz). Так
же, по условию задания нам доступны цифровые линии связи, используем их
вместо телефонных. Пропускную способность цифровых линий берём в
100Мбод\сек и оставляем 1 канал СМО1.
Рисунок 5.1 Оптимизированная структурная схема
22
Рисунок 5.2 Оптимизированная модель ЛВС
Таблица 5.1 Характеристики оптимизированной модели ЛВС
Среднее
Среднее
Среднее
Среднее
число
время
время
заявок в
ожидания
пребывания
СМО
в очереди
в СМО
0.000002
0.00038
0.0000001
0.00004
409.836
0.245
0.632
0.0022
0.00571
0.387
409.836
0.245
0.632
0.0022
0.00571
0.445
0.445
392.123
0.356
0.8007
0.00336
0.00756
105.873
0.278
0.557
392.123
0.0468
0.6037
0.000442
0.0057
СМО 6
105.873
0.445
0.445
392.123
0.356
0.8007
0.00336
0.00756
СМО 7
105.873
0.278
0.557
392.123
0.0468
0.6037
0.000442
0.0057
Интен-ть
Коэф-т
входного
загрузк
потока
и
СМО 1
9.565
0.00038
0.00038
35.426
СМО 2
110.656
0.387
0.387
СМО 3
110.656
0.387
СМО 4
105.873
СМО 5
Имя
СМО
число
Коэф-т
занятых
передачи
каналов
Средняя
длина
очереди
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 1.29534726046935
Среднее число заявок пребывающих в сети : 4.07344090964967
Среднее время обслуживания в сети : 10.2892357377049
Среднее время ожидания в сети : 4.79758244618276
Среднее время пребывания в сети : 15.0868181838877
23
В
оптимизированной
системе
значительно
уменьшились
времена
пребывания заявок в системе.
24
6 Технический проект ВС
6.1
Исследование
влияния
накопителей
другого
типа
на
характеристики ВС
К
полученной
базовой
конфигурации
подключим
накопитель
Твердотельный накопитель SSD 2.5" SATA-3 90Gb Vertex 3 со средним
временем доступа 1,5 мс. На этот накопитель назначим файл F10 длиной 62
Гбайт и проведем исследование полученной модели (рисунок 6.1).
Рисунок 6.1 Базовая модель ЛВС + Flash накопитель
Перераспределим файлы на накопителе НМД:
DВЗУ1 = 787.77 - 128.22 = 659.55
25
Параметры модели:
1) количество узлов (СМО) – N = 9 ;
2) интенсивность источника заявок (задач) =0.27;
3) средние длительности обслуживания в узлах v1, ...,vN;
v flash = 0.0015 c.
4) рВЗУ - вероятность обращения к НМД с номером k,
рВЗУ = DВЗУ/Нцпр = 659.55/823.219 = 0.801
рflash = D10/Нцпр = 128.22/823.219 = 0.1558
Остальные параметры возьмем из пункта 4.1.
Таблица 6.1 Параметры модели
S0
S0
S1
S2
S3
S4
S5
S6
S7
S8
S9
0
0
0.001
22
0.001
22
0
0
0
0
0
0
S1
1
0
0.04
2
0.04
2
0
0
0
0
1
1
S2
S3
S4
S5
S6
0
0.5
0
0.5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0.80
1
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
S7
0
0
0.80
1
0
0
0
0
0
0
S8
S9
0
0
0
0
0
0
0.155
78
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0.155
78
0
0
0
0
0
0
0
26
Таблица 6.2 Параметры СМО
СМО
Время
Число
обслуживания
каналов
СМО1
СМО2
СМО3
СМО4
СМО5
СМО6
СМО7
СМО8
СМО9
0,4
0,009
0,009
0,0042
0,00526
0,0042
0,00526
0,0015
0,0015
4
1
1
1
1
1
1
1
1
Таблица 6.3 Характеристики ВС с Flash — накопителем
Интен-
Среднее
Имя
ть
Коэф-т
число
Коэф-т
СМО
входног
загрузки
занятых
передачи
о потока
каналов
Средняя
дина
очереди
Среднее
Среднее
Среднее
число
время
время
заявок в
ожидания в
пребывания
СМО
очереди
в СМО
СМО 1
44.041
0.44
3.826
163.115
0.095
1.857
0.00216
0.042
СМО 2
110.656
0.972
0.972
409.836
242.004
243
2.187
2.196
СМО 3
110.656
0.972
0.972
409.836
242.004
243
2.187
2.196
СМО 4
88.635
0.372
0.3722
328.279
0.221
0.593
0.0025
0.00669
СМО 5
88.635
0.466
0.466
328.279
0.407
0.873
0.0046
0.0099
СМО 6
88.635
0.372
0.3722
328.279
0.221
0.593
0.0025
0.00669
СМО 7
88.635
0.466
0.466
328.279
0.407
0.873
0.0046
0.0099
СМО 8
17.237
0.0259
0.0259
63.844
0.00069
0.0265
0.0000039
0.00154
СМО 9
17.237
0.0259
0.0259
63.844
0.00069
0.0265
0.0000039
0.00154
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 485.60523703089
Среднее число заявок пребывающих в сети : 490.842659030957
Среднее время обслуживания в сети : 20.3042049180328
Среднее время ожидания в сети : 1797.6315692707
Среднее время пребывания в сети : 1817.93577418873
При переносе файла F10 происходит разгрузка ВЗУ и контроллера ВЗУ.
Уменьшается среднее время пребывания в сети,
среднее число заявок
27
находящихся в сети и находящихся на обслуживании, а так же среднее время
ожидания в сети.
28
6.2 Исследование влияния сбоев в устройствах заданного типа на
характеристики ВС
При исследовании сбоев в устройствах учитывают, что в любом устройстве
появление сбоя приводит к повторному обслуживанию. Пусть сбои возникают с
вероятностью pсбоя. Тогда в модели появляется дополнительный переход
Если переход из исследуемой СМО в другую без сбоев происходил с
вероятностью pij, то при наличии сбоя вероятность такого перехода
определяется по формуле
pсбойij  (1pсбоя)pij .
В курсовом проекте исследование влияния сбоев необходимо произвести для
следующих значений вероятности: pсбоя  0.005; 0.01; 0.02; 0.03; 0.04.
29
при pсбоя  0.005:
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
Коэф-т
загрузк
и
Средне
е число
занятых
каналов
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
Средне
Среднее
Среднее
е число
время
время
заявок в ожидания пребывания
СМО
в очереди
в СМО
СМО 1
9.603
0.961
3.842
35.426
23.82
27.536
2.383
2.782
СМО 2
110.726
0.974
0.974
410.632
242.624
243.89
2.204
2.246
СМО 3
110.726
0.974
0.974
410.632
242.624
243.89
2.204
2.246
СМО 4
106.173
0.448
0.448
394.187
0.361
0.807
0.00339
0.00756
СМО 5
106.173
0.56
0.56
394.187
0.714
1.257
0.00668
0.01194
СМО 6
106.173
0.448
0.448
394.187
0.361
0.807
0.00339
0.00756
СМО 7
106.173
0.56
0.56
394.187
0.714
1.257
0.00668
0.01194
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 508,904903041199
Среднее число заявок пребывающих в сети : 516,755152218232
Среднее время обслуживания в сети : 29,074996951973
Среднее время ожидания в сети : 1884,83297422666
Среднее время пребывания в сети : 1913,90797117864
при pсбоя  0.01:
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
Коэф-т
загрузк
и
Средне
е число
занятых
каналов
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
Средне
Среднее
Среднее
е число
время
время
заявок в ожидания пребывания
СМО
в очереди
в СМО
СМО 1
9.66
0.966
3.86
35.784
26.446
30.31
2.737
3.13
СМО 2
110.956
0.976
0.976
412.823
243.327
245.56
2.245
2.353
СМО 3
110.956
0.976
0.976
412.823
243.327
245.56
2.245
2.353
СМО 4
106.943
0.449
0.449
396.084
0.366
0.815
0.00342
0.00762
СМО 5
106.943
0.562
0.562
396.084
0.723
1.285
0.00676
0.012
СМО 6
106.943
0.449
0.449
396.084
0.366
0.815
0.00342
0.00762
СМО 7
106.943
0.562
0.562
396.084
0.723
1.285
0.00676
0.012
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 512.633653734003
Среднее число заявок пребывающих в сети : 520.513491021634
30
Среднее время обслуживания в сети : 29.1845825467793
Среднее время ожидания в сети : 1898.64316197779
Среднее время пребывания в сети : 1927.82774452457
31
при pсбоя  0.02:
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
Коэф-т
загрузк
и
Средне
е число
занятых
каналов
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
Средне
Среднее
Среднее
е число
время
время
заявок в ожидания пребывания
СМО
в очереди
в СМО
СМО 1
9.76
0.976
3.904
36.149
38.573
42.477
3.952
4.352
СМО 2
112.046
0.981
0.981
418.865
245.83
249.83
2.465
2.432
СМО 3
112.046
0.981
0.981
418.865
245.83
249.83
2.465
2.432
СМО 4
108.034
0.454
0.454
400.125
0.376
0.83
0.00348
0.00769
СМО 5
108.034
0.568
0.568
400.125
0.748
1.316
0.00692
0.0122
СМО 6
108.034
0.454
0.454
400.125
0.376
0.83
0.00348
0.00769
СМО 7
108.034
0.568
0.568
400.125
0.748
1.316
0.00692
0.0122
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 524,830795465104
Среднее число заявок пребывающих в сети : 532,770714732418
Среднее время обслуживания в сети : 29,4071083974573
Среднее время ожидания в сети : 1943,81776098187
Среднее время пребывания в сети : 1973,22486937933
32
при pсбоя  0.03:
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
Коэф-т
загрузк
и
Средне
е число
занятых
каналов
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
Средне
Среднее
Среднее
е число
время
время
заявок в ожидания пребывания
СМО
в очереди
в СМО
СМО 1
9.84
0.984
3.944
36.521
68,72
56.477
4.942
5.352
СМО 2
112.046
0.981
0.981
418.865
245.83
249.83
2.465
2.492
СМО 3
112.046
0.981
0.981
418.865
245.83
249.83
2.465
2.492
СМО 4
109.14
0.459
0.459
404.263
0.388
0.84
0.0035
0.00775
СМО 5
109.14
0.574
0.574
404.263
0.76
1.34
0.00609
0.0128
СМО 6
109.14
0.459
0.459
404.263
0.388
0.84
0.0035
0.00775
СМО 7
109.14
0.574
0.574
404.263
0.76
1.34
0.00609
0.0128
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 555,05248959082
Среднее число заявок пребывающих в сети : 563,053729641521
Среднее время обслуживания в сети : 29,6342224100051
Среднее время ожидания в сети : 2055,74996144748
Среднее время пребывания в сети : 2085,38418385749
33
при pсбоя  0.04:
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
Коэф-т
загрузк
и
Среднее
число
занятых
каналов
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
Средне
Среднее
Среднее
е число
время
время
заявок в ожидания пребывания
СМО
в очереди
в СМО
СМО 1
9.92
0.992
3.944
36.903
128,345
97.327
12.342
13.552
СМО 2
112.046
0.991
0.981
422.865
275.233
264.83
2.723
2.782
СМО 3
112.046
0.991
0.981
422.865
275.233
264.83
2.723
2.782
СМО 4
109.14
0.463
0.463
408.461
0.388
0.86
0.0036
0.00783
СМО 5
109.14
0.582
0.582
408.461
0.76
1.38
0.0072
0.0132
СМО 6
109.14
0.463
0.463
408.461
0.388
0.86
0.0036
0.00783
СМО 7
109.14
0.582
0.582
408.461
0.76
1.38
0.0072
0.0132
Среднее число заявок, ожидающих обслуживания в сети : 758,132612693701
Среднее число заявок пребывающих в сети : 766,196451044111
Среднее время обслуживания в сети : 29,8660679644809
Среднее время ожидания в сети : 2807,89856553223
Среднее время пребывания в сети : 2837,76463349671
ИнтенИмя
ть
СМО
входног
о потока
СМО 1
9.92
Коэф-т
загрузк
и
0.992
Среднее
число
занятых
каналов
3.944
Коэф-т
Средняя
передач
длина
и
очереди
36.903
128,345
Средне
Среднее
Среднее
е число
время
время
заявок в ожидания пребывания
СМО
в очереди
в СМО
97.327
12.342
13.552
34
Показатели для ЛС
Pсбоя
Коэффициент
загрузки
Средняя дина
очереди
Среднее
время
пребывания
в СМО
2.383
2.782
Среднее время
ожидания в
очереди
0.005
0.961
23.82
0.01
0.966
26.446
2.737
3.03
0.02
0.974
38.573
3.952
4.252
0.03
0.984
68.72
5.315
5.683
0.04
0.992
128.345
12.342
13.552
Показатели для системы в целом:
Pсбоя
0.005
0.01
0.02
0.03
0.04
Среднее время ожидания
1885
1898
1944
2055
2808
Среднее время пребывания
1914
1927
1973
2085
2838
35
Вывод:
при сбоях в линиях связи все характеристики устройств и
системы ухудшаются прямо пропорционально росту вероятности сбоя. Это
происходит из-за простоя системы.
36
Список используемых источников
1. Проектирование вычислительных систем. Методические указания к
курсовому проектированию, 2002.
2. Конспект лекций по проектированию ВС.
37
Документ
Категория
Компьютеры, Программирование
Просмотров
79
Размер файла
448 Кб
Теги
проект, курсовой
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа