Ход работы:

Соответственно данным задания вариант организации ВЗУ вычислительного модуля проектируемой системы показан на рисунке 1.

Соответственно данным задания вариант организации вычислительного модуля проектируемой системы показан на рисунке 2.

В результате анализа исходных данных по варианту задания уже возможно представить общую структуру системы.

Относительно рассматриваемого варианта это система с локальной памятью, общедоступной памятью и индивидуальными ВЗУ, в состав которой входят два типа ВЗУ и вычислительные модули с соответствующей организацией. Можно выделить следующие особенности архитектурного решения проектируемой системы.

1. По условиям задания данная система имеет общую оперативную память, а также оперативная память системы организована на уровне индивидуальной памяти вычислительных модулей и соответственно распределена по модулям.

2. Внешняя память организована как распределенная память – каждый вычислительный модуль имеет индивидуальные подсистемы ВЗУ, а общедоступная система ВЗУ отсутствует.

3. Каждое ВЗУ имеет быстродействующий контроллер ПДП для выполнения операций ввода-вывода. Каждая операция ввода-вывода в подсистемах ВЗУ обеспечивает передачу блока данных, по емкости равного средней длине записи соответствующего файла.

4. Каждый вычислительный модуль имеет индивидуальные кэш-память и ОЗУ соответствующей по заданию емкости.

5. Организацию системных интерфейсов предлагается выбрать самостоятельно.

6. Исходные файлы данных и программ первоначально размещены в подсистемах ВЗУ вычислительных блоков. Размещение файлов по подсистемам ВЗУ выполняется самостоятельно.

7. Подсистема внешнего системного ввода-вывода файлов, указанных по заданию, выбирается самостоятельно на уровне расчета ее технических характеристик.

Исходя их перечисленных особенностей, выбрана общая структура системы для рассматриваемого варианта архитектуры системы. Для уточнения организации системы необходимо определить количество вычислительных блоков, количество накопителей в системах внешней памяти, рассчитать характеристики функциональных узлов и подсистем, которые введены в состав системы самостоятельно.

Определение параметров средней задачи

Для расчета характеристик узлов системы предварительно выполняют усреднение параметров решаемых задач и сведение неоднородного потока заявок к однородному простейшему потоку. При этом накладывают дополнительно следующие условия:

1.Интенсивности поступления заявок в систему для обслуживания постоянны (свойство стационарности);

2.заявки поступают на исполнение независимо друг от друга и не влияют на интенсивности их поступления (свойство последействия);

3.в каждый момент времени на исполнение поступает только одна заявка (свойство ординарности);

4.процесс исполнения заявки является марковским процессом, т.е. следующее состояние вычислительного процесса зависит только от текущего состояния и не зависит от предыдущих состояний (свойство последействия).

С учетом вышесказанного справедливы следующие положения:

1.Потоки заявок, поступающих на обслуживание в систему при решении задач, являются простейшими потоками и могут быть сведены к простейшему потоку с интенсивностью

, (1)

где - интенсивность поступления потока запросов на решение i- й задачи в системе;

М - число потоков задач, поступающих на вход системы.

2) Средняя трудоемкость процессорных операций при одном обращении к файлу при решении средней задачи:

, (2)

где - количество процессорных операций при решении i- го потока задач.

=395 Тфлоп

3) Среднее число обращений к файлу :

, (3)

где - число обращений к файлу при решении i-го потока задач;

Dj = 8.6; 9.6; 18.6; 2.4; 1; 8.9; 3.6; 1.2; 2.6

4) Суммарное число обращений к файлам в процессе решения средней задачи равно количеству этапов счета и определяется как:

, (j=1,…,N), (4)

где N – количество файлов данных и программ.

=56,5 (1/с)

5) Вероятности использования файлов при решении средней задачи определяются как

(j=1,…,N) (5)

Pi =0.152; 0.17; 0.329; 0.042; 0.018; 0.158; 0.064; 0.021; 0.046

6) Средняя трудоемкость этапа счета при решении средней задачи определяется как

, (6)

где D – число этапов счета, выполняемых при решении средней задачи.

=6,991 Тфлоп

В целях повышения точности модели целесообразно рассматривать процессы, заданные исходными данными, дифференциально. Рассчитанные характеристики среднего процесса следует использовать для определения параметров разрабатываемой вычислительной системы.