close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

отчет(5)

код для вставкиСкачать
Пензенский Государственный Университет
Кафедра «Вычислительная техника»
Отчет
о выполнении лабораторной работы по курсу
«Архитектура вычислительных систем»
на тему «Исследование характеристик функционирования
многопроцессорных систем»
Выполнил: ст.гр. 08ВВ1
Комаров В.
Проверил: Бикташев Р.А.
Пенза 20121. Исходные данные
Интенсивности поступления задач
Задачи, решаемые системой, и интенсивности их поступления
2
3
4
1
№ задачи
ость
Интенсивн
1
3
18
ость
Интенсивн
ость
Интенсивн
9
№ задачи
№ задачи
13
ость
Интенсивн
ость
Интенсивн
3
№ задачи
№ задачи
8
5
1
10
2
Параметры задач
Номер задачи
операций
операций, млн.
процессорных
Трудоемкость
1
8
10
13
18
100
800
1000
300
800
Среднее число обращений к файлам Nij
F1
F2
F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10
10
20
5
12
15
20
-
6
5
25
-
8
- 10
8
12 -
2
3
-
1
2
4
-
4
4
2
1
Структурные параметры
№ Организация Организация Способ
Время
вари- ВЗУ(RAID- каналов В/В назначения выполнения
анта массива)
задач
операции в
процессоре
(нс)
RAID
4
9
РК
0,4
ДН
Параметры накопителей внешней памяти
Среднее время доступа к
Скорость
Объем выделенной
данным
передачи данных внешней памяти
мс
Мб/с
Гб
НМДI
НМДII
НМДI НМДII НМДI
НМДII
12
22
55
10
9,0
20
Параметры файлов
Файлы
F1
F2
F3
F4
F5
F6
F7
F8
F9
F10
Длина файлаGi,
Гб
0,5
1,0
1,0
1,5
1,5
2,0
2,5
3,0
4,0
5,0
Средняя длина
сегмента gi, Мб
0,1
0,16
0,3
0,12
0,28
0,36
0,2
0,3
0,4
0,5
2. Разработка конфигурации многопроцессорной системы
Далее приведены расчёты с помощью которых мы получаем параметры
исследуемой нами системы.
Номер задачи
 8 13 1 18 10 
tasks   3 9 3 1
2 


 800 300 100 800 1000
Интенсивность
Трудоёмкость
4
 

tasks
i 0
1 i
 18
Интенсивность потока запросов на решение средней задачи
4
 tasks2itasks1i
 
i 0
6

8
 10  4.556 10
Средняя трудоемкость процессорных
 0 12 6 0 8 0 0
 0 20 5 0 0 8 0

N   10 5 0 0 0 0 2
 20 0 25 0 12 0 0

 0 15 0 0 0 10 3
операций
2 0 2
4 0
1 0
0 4
0 4
 0
0
 1
0 
2
1
 3
0
4
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
0
12
20
6
5
0
0
8
0
0
8
0
0
2
4
0
0
2
0
10
5
0
0
0
0
2
1
0
0
20
0
25
0
12
0
0
0
4
1
0
15
0
0
0
10
3
0
4
0
Среднее число обращений к файлу
4

D 
tasks
1 i
i 0
 tasks1iNi1
i 0
 2.778

0
4

N
D 
4
i 0
4

D 
tasks
1 i
i 0
2
i 0
D 
4

D 
tasks
N
1 i
i 0

8
i 0

5
 5.111
4
 tasks1iNi7
 0.667

0
 tasks1iNi5
 tasks1iNi6
6

4
4
D 
i 0
3
i4

4
D 

N
 14.5
 tasks1iNi3
 4.889

2

4
 tasks1iNi2
D 
i 0
1
D 
i 0

7
 2.5
4

 tasks1iNi9
i 8
 0.667
D 
i 0
9

 0.389
0
0
1
2.778
14.5
2
4.889
3
D 4
0
5
5.111
6
0.667
7
2.5
8
0.667
9
0.389
2
Суммарное число обращений к файлам во время
решения задачи
D_AVG
D  33.5
Вероятность использования файла
P 
0
D
0
 0.083
D_AVG
P 
3
P 
6
1
D
3
0
D_AVG
D
1
 0.433
D_AVG
P 
4
D
6
 0.02
D_AVG
P 
9
P 
2
D
4
 0.06
D_AVG
P 
7
P 
D
7
 0.075
D_AVG
2
 0.146
D_AVG
P 
5
D
D
5
 0.153
D_AVG
P 
8
D
8
 0.02
D_AVG
D
9
 0.012
D_AVG
0
0
1
0.083
0.433
2
0.146
3
P 4
0
0.06
5
0.153
6
0.02
7
0.075
8
0.02
9
0.012
Tetta 
n 

7
 1.32 10
D_AVG 1
Средняя трудоемкость этапа счета
Vpbmin
 3.936
Vcp
интенсивность потока заявок к процессорному блоку
pb   (D_AVG 1)  621
top  0.0000000005
1
9
минимальное быстродействие процессорного блока Vcp  top  2  10
9
Vpbmin     8.2  10
cp 
Tetta
3
 6.602 10
Vcp
Vpmin< Vcp - необходим только один процессор
n 
Vpbmin
 3.936
Vcp
Количство процссоров
_NMD1  0.007
_NMD2  0.024 среднее время доступа к данным (мс)
v_NMD1 90
v_NMD2 24
скорость передачи данных (Мб/с)
MV_NMD1 5.5 MV_NMD2 15
Объём выделенной внешней памяти
λj интенсивность потока запросов к файлу Fj
   D  50
0
0
   D  261
1
4
   D  92
5
   D  12
8
5
0
2
88
3
 4
0
36
5
92
6
12
7
45
8
12
9
7
   D  0
3
   D  12
6
   D  7
9
50
261
2
6
8
0
1
   D  88
2
   D  36
4
1
3
   D  45
7
9
7
ограничение на время доступа к файлу
 
0
1
 0.02

 
0
1
1
3
 3.831 10

1
 
2
 
4
1
 0.028

4
 
5
 
8
1
 0.083

8
1
 0.011

5
 
6
 
9
1
 0.143

9
1
 0.011

2
1
 0.083

6
3
1
 0.022

 
1
 0.022

 
7
7
7
0
τj максимальное время доступа
к файлу Fj
0
1
0.02
3.831·10 -3
2
0.011
3
  4
0.022
5
0.011
6
0.083
7
0.022
8
0.083
9
0.143
0.028
Параметры файлов
 0.5 1 1 1.5 1.5 2 2.5 3 4 5 

 0.1 0.16 0.3 0.12 0.28 0.36 0.2 0.3 0.4 0.5
F  
Длина файла
Средняя длина сегмента
τ0 размещается на NMD1
τ1 размещается на NMD2
τ2 размещается на NMD2
τ3 размещается на NMD1
τ4 размещается на NMD1
τ5 размещается на NMD2
τ6 размещается на NMD1
τ7 размещается на NMD1
τ8 размещается на NMD1
τ9 размещается на NMD1
Количество nj НМД1, используемых для размещения файла Fj,

0

3

4

6

N_NMD1  Ceil  D  _NMD11  1
0

N_NMD1  Ceil  D  _NMD11  0
3

N_NMD1  Ceil  D  _NMD11  1
4

N_NMD1  Ceil  D  _NMD11  1
6


N_NMD1  Ceil  D  _NMD11  1
7
7
 8

N_NMD1  Ceil D  _NMD11  1
9
9
N_NMD1  Ceil  D  _NMD11  1
8
Количество накопителей NMD1
NMD1C
N_NMD1 6
 1

N_NMD2  Ceil D  _NMD21  3
2
2
N_NMD2  Ceil D  _NMD21  3
5
5
N_NMD2  Ceil  D  _NMD21  7
1
NMD2C
Количество накопителей NMD2
N_NMD2 13
8
P_NMD2
 Pi  0.327
i 3
_NMD2   P_NMD2 5.881

 F01  F02  F05 

M_NMD2_min max Ceil(D_AVG
P_NMD2 _NMD21) Ceil
1  5

 MV_NMD2

2
P_NMD1
 Pi  0.662
i 0
_NMD2   P_NMD2 5.881

 F00  F04  F06  F03  F07  F08  F09 
1  4
MV_NMD1


M_NMD1_min maxCeil(D_AVG
 P_NMD1 _NMD11) Ceil

kvv   D_AVG 603
Интенсивность потока заявок
D_sum среднее время передачи данных через контроллер В/В.
g_NMD1
P F
0 1 0
P F
4 1 4
P F
6 16
P F
3 1 3
P F
7 1 7
P F
8 18
P_NMD1
gМД 2 - средняя длина записи дисковых файлов
kvv   D_AVG 603
P F
P F
P F
1 1 1
2 1 2
5 15
g_NMD2
 0.514
P_NMD2
среднеe время передачи данных через канал В/В
kvv 
(P_NMD1g_NMD1

) (P_NMD2g_NMD2

)
3

 7.722 10
v_NMD1
v_NMD2
mkvv  Ceil( D_AVG
 kvv 1)  5
P F
9 1 9
 0.098
STP1 
D_AVG P_NMD1
 0.164
( D_AVG  1)  4
STP2 
D_AVG P_NMD2
( D_AVG  1)  5
 0.066
В результате вышеприведённых вычислений была получена следующая
конфигурация системы: четыре процессора, четыре накопителя НМД1, пять
накопителей НМД2 и пять контроллеров ввода-вывода.
3. Разработка аналитической модели МПВС
3.1 Исследование
На рисунке 1 представлена схема стохастической сети, моделирующая
исследоваемую систему. Процессоры в данной сети представлены вершиной
S1, которая представляет собой четырёхканальную СМО. Накопители НМД1
представлены вершинами S2-S5 и НМД2 представлены вершинами S6-S10,
S2-S10
являются
одноканальными
СМО.
Контроллер
ввода-вывода
представлен вершиной S11, которая представляет собой пятиканальную
СМО.
Рис. 1 –Стохастическая сеть, моделирующая исследуемую систему
Матрица вероятностей данной сети представлена на рисунке 2:
Рис. 2 – Матрица вероятностей стохастической сети
Результат моделирования системы с рассчитанными параметрами:
После построения стохастической сети она была исследована на
различных параметрах процессора, накопителей НМД1 и НМД2 и
контроллера ввода-вывода. Далее в таблицах и графиках приведены
результаты исследования:
интенсивность
загрузка процессора
17
0,7
17,875
0,73
18,75
0,77
19,625
0,8
20,5
0,84
Дальнейшее увеличение интенсивности приводит к перегрузке всех НМД1.
Средняя длина очереди в сети:
интенсивность
длины очередей в сети
17
1,1
17,875
1,3
18,75
1,8
19,625
2,6
20,5
3,7
При изменении интенсивности входящего потока было выявлено, что
интенсивность входящего потока, равная 20.5 является максимально
возможной, при которой система работает нормально. Интенсивность
входящего потока, указанная в моем задании, равная 18, является
оптимальной для данной системы, так она обеспечивает хорошую
производительность
и
дает
возможность
увеличения
интенсивности
входящего потока.
производительность
загрузка процесссора
0,0066 0,00715 0,0077
0,74
0,8
0,86
0,0085
0,92
0,0088
0,99
производительность
длина очереди
0,0066
1,4
0,00715
2,4
0,0077
4,6
0,0085
10,9
0,0088
96,8
производительность
Среднее время
пребывания заявки в сети
0,0066
0,00715
0,0077
0,0085
0,0088
0,009
0,012
0,018
0,032
0,04
При изменении производительности процессора было выявлено, что
максимальная допустимая производительность процессорного элемента в
построенной сети – 0,0088, а значит значение 0,0066, указанное в задании
моего варианта, приемлемо для нормального режима работы и дает
возможность увеличивать производительность.
производительность
НМД1
производительность
НМД2
число заявок в сети
0,012
0,0125
0,013
0,0135
0,014
0,022
0,0255
0,029
0,0325
0,036
42,8
58,2
92,2
220,5
-
Максимально возможное изменение производительности накопителей
данных НМД1 = 0,0135, НМД2 = 0,0325.
3.2 Исследование системы со статическим назначением задач
На рисунке 3 приведена схема стохастической сети, моделирующая
исследуемую систему со статическим назначением задач.
Процессоры в данной сети представлены вершинами S1, S2, S3, S4, S5.
Накопители НМД1 представлены вершинами S6-S9 и НМД2 вершинами S10S13. Контроллеры ввода-вывода представлены вершиной S14.
Рис. 3 –Стохастическая сеть, моделирующая исследуемую систему со
статическим назначением задач
Матрица вероятностей данной сети представлена на рисунке 4:
Рис. 4 – Матрица вероятностей стохастической сети
Результат моделирования системы с рассчитанными параметрами:
После построения стохастической сети она была исследована по
различным параметрам: процессору, накопителям НМД1 и НМД2 и
контроллеру ввода-вывода. Далее представлены результаты исследования:
интенсивность
загрузка процессора
17
0,69
17,875
0,71
18,75
0,75
19,625
0,8
20,5
0,84
интенсивность
длины очередей в сети
17
0,9
17,875
1,2
18,75
1,7
19,625
2,4
20,5
3,5
производительность
загрузка процесссора
длина очереди
Среднее время
пребывания заявки в
сети
0,0042
0,877
6,3
0,0044
0,91
10,3
0,0046
0,95
22,1
0,0048
0,99
101,3
0,005
-
0,03
0,049
0,11
0,23
-
производительность НМД1
производительность НМД2
число заявок в сети
0,012
0,022
39,2
0,0125
0,0255
52,3
0,013
0,029
84,1
0,0135
0,0325
203,9
0,014
0,036
-
Статический метод назначения задач при изменении параметров
незначительно сказался на результатах исследования.
4. Вывод
В
ходе
проделанной
лабораторной
работы,
была
исследована
многопроцессорная система. Были вычислены параметры её составных
частей, количество процессоров, количество накопителей на магнитных
дисках и количество контроллеров ввода-вывода. Также работа данной
многопроцессорной системы была смоделирована при помощи построения
стохастической сети, и было произведено исследование её работы на
различных
параметрах
её
составных
частей.
Сравнение
систем
с
динамическим и статическим назначением показали практически одинаковые
результаты по всем параметрам исследования стохастической сети.
Документ
Категория
Компьютеры, Программирование
Просмотров
62
Размер файла
1 130 Кб
Теги
отчет
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа