- •Основы теории вычислительных систем Конспект лекций
- •Лекция №1 предмет и задачи курса
- •Состав и функционирование сод
- •Лекция №2 характеристики и параметры сод
- •1) По быстродействию технических средств.
- •2) По совместной работе устройств в комплексе.
- •3) Оценка производительности на рабочей нагрузке.
- •Лекция №3 режимы обработки данных
- •Системы параллельной обработки данных
- •Конвейерная обработка
- •Конвейер операций
- •Конвейер команд
- •Лекция №4 Классификация систем параллельной обработки.
- •Потоки событий
- •Лекция №5 Порядок функционирования систем реального времени используемые для управления техническими объектами.
- •Дисциплина обслуживания заявок со смешанными приоритетами.
- •Лекция №6 Обслуживание заявок в групповом режиме.
- •Смешанный режим обслуживания.
- •Диспетчирование на основе динамических приоритетов.
- •Классы систем реального времени
- •Лекция №6 Оценка начального быстродействия процессора
- •Задача назначения приоритетов по заявкам
- •Критерии выбора дисциплины обслуживания
- •Задача выбора
- •Порядок синтеза систем реального времени
- •Лекция №7 многопроцессорные вычислительные системы
- •Лекция №8 Характеристики мпвк с общей памятью
- •Характеристики мпвк с индивидуальной памятью.
- •Лекция №9 Сравнение мпвк с общей памятью и индивидуальной памятью.
- •Мвк с двухуровневой памятью.
- •Лекция №10 Многомашинные вк.
- •Сателлитные ммвк.
- •Лекция №11 Особенности организации вычислительных процессов в многомашинных и многопроцессорных вк.
- •Задача идентификации и моделирования вс. Задача идентификации.
- •Лекция №12 Принципы построения и свойства моделей.
- •Марковские модели в теории вычислительных систем.
- •Лекция №13 Статистические методы для построения моделей вс.
- •Методы регрессионного анализа.
- •Имитационные методы моделирования.
- •Аналитические и экспериментальные методы.
- •Экспериментальные методы.
- •Лекция №14 методы и средства измерения и оценки функционирования вс.
- •Универсальные и специальные мониторы.
- •Программные мониторы.
- •Аппаратные мониторы.
- •Лекция №15 некоторые варианты построения вычислительных систем. Матричные системы.
- •Ассоциативные системы.
- •Однородные системы и среды.
- •Функционально распределённые системы.
- •Системы с перестраиваемой структурой.
- •Лекция №16 контроль правильности функционирования в вм и системах.
- •Контроль правильности передачи данных.
- •Итеративные коды
- •Сверточное кодирование
- •Равновесные коды
- •Лекция №17 Система диагностирования вс.
- •Особенности программных изделий как объектов тестирования
- •Общие принципы подхода к тестированию пи
- •Функционально полные системы.
Лекция №2 характеристики и параметры сод
Для практических нужд важно иметь систему оценки степени соответствия разработанной системы практическим нуждам, которые называются эффективностью. Отсюда основная характеристика системы - эффективность.
Для сложных систем определение эффективности одной величиной не возможно, и её представляют набором величин.
Перечень характеристик формируется для каждой конкретной ВС.
Все характеристики делятся на:
основные
дополнительные
К основным можно отнести:
производительность
время ответа (реакция системы)
надёжность
сложность
и т. д.
К дополнительным относятся:
габариты
масса
потребляемая мощность
диапазон рабочих температур
ремонтопригодность
состав
Характеристики зависят от организации ВС, состава программного обеспечения, режима функционирования и т. п.
Характеристики являются некоторыми функциями других объектов, которые могут быть выражены в числовых параметрах (производительность зависит от быстроты процесса, объёма памяти).
Производительность – характеристика вычислительной мощности, характеризующая количество вычисленной работы, произведённой системой за единицу времени.
В теории ВС используют только оценки производительности по тем или иным показателям.
1) По быстродействию технических средств.
Если система состоит из совокупности ресурсов от 1 до N, то совокупность быстродействия этих ресурсов будет составлять так называемую номинальную производительность системы:
1,2,…,N
При этом если в системе имеется несколько устройств способных работать параллельно, то их быстродействие оценивается суммарным быстродействием.
Номинальная производительность может быть оценена одним или несколькими параметрами, если какие-то параметры не важны.
2) По совместной работе устройств в комплексе.
Комплексная производительность.
Способ оценки не определён, но существуют некоторые подходы, базирующиеся на составлении синтетических программ, характерных для данной отрасли вычислений.
– загрузка
– простой
Если учесть влияние ОС
Если система работает, то для нее определена рабочая нагрузка.
3) Оценка производительности на рабочей нагрузке.
Эту производительность называют системной производительностью или просто производительностью.
2 способа:
1. выделение некоторого временного интервала, в течение которого подсчитывают количество задач выполненных за это время
2. через среднее значение интервала между моментами окончания обработки задач.
настоящее определение из-за нехватки ресурсов и все поступившие не могут быть обработаны.
Интенсивность входного потока:
Оценка будет ближе, если
Время ответа задачи в системе – это длительность промежутка времени от момента поступления задачи в систему до момента его выполнения.
В общем случае если рассматривать поток входных задач, то время прерывания в системе является случайной величиной. Она характеризуется функцией распределения или плотностью вероятности. На практике используют значение в качестве времени ответа:
Время ответа складывается из 2х составляющих – это ожидания и время выполнения:
Время выполнения зависит от быстродействия устройств и сложности каждого из устройств. Если учитывать, что каждое задание выполняется последовательно, то
Время ожидания – это сумма промежутков времени, в течении которых зад. Находится в режиме ожидания требуемых ресурсов.
Время ожидания зависит от организации обработки и от интенсивности входного потока задач.
Т.о. можно сказать, что время прерывания зависит от интенсивности входного потока.
– время ответа будет равно времени выполнения.
Если увеличить интенсивность входного потока, то одновременно все зад. Не могут быть обслужены и будет возрастать время ожидания.
Интенсивность входного потока не возрастает.
Процесс физического старения не работает.
Для текущих средств цена V определяется как стоимость входящих элементов. Для программных изделий цена определяется стоимостью сложности ПО.
Для вычислительной техники характерна оценка повышения качества функционирования по отношению к затратам.