- •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 №6 Обслуживание заявок в групповом режиме.
После обслуживания очередной заявки в работу включается управляющая программа, которая организует ДО очередной заявки. Если программа реализуется ДО работает по каждой заявке в отдельности, то такой режим называется одиночным: выбирается только одна заявка.
При этом программа, реагирующая ДО выполняется многократно, что может привести к большим потерям процессорного времени.
Эти затраты можно уменьшить, если назначить на обслуживание группы заявок.
циклическое обслуживание
O1
Z1
O2
Z2
…
Om
Zm
2) Обслуживание с чередующимися правилами
О1
О2
Д2
…
Ом
3) Обслуживание по расписанию
Заранее задается порядок обращения к очереди заявок в виде списка i1,…, ig,…, iG
ig – номер очереди
G – цикл расписания
1,2,3,1,3,2,1,2,3,1,3,2 G=6
строится матрица расписания:
1
0
011011
0 1
1
Z 1
Z
1
1
100011
0
1
10101
Z м
0
1
…
0
счетчик
Р2Д
С каждым тактом счетчика столбцы расписания сдвигаются влево, столбец переписывается в регистр. Состояния очередей фиксируется в регистр О. результата побитного совпадения значения в регистр Д. диспетчер последнего анализирующих состояния битов регистра Д, последовательно выбирает на обслуживание группу заявок из очередей, помеченных единичным битом.
Расписание может меняться в зависимости от условий функционирования объекта, поэтому для составления подробного расписания используется моделирование с помощью систем искусственного интеллекта и нейросетей.
Смешанный режим обслуживания.
В системе может присутствовать жесткие ограничения на характеристики обслуживания заявок некоторых типов. Это может не позволить использовать групповой режим обслуживания заявок. Однако, если число таких заявок не велико, может быть использован смешанный режим обслуживания заявок, который заключается в присвоении и этой группе заявок АП и обслуживание их в одиночном режиме. Остальные заявки продолжают обслуживаться в групповом режиме.
Заявки первого класса при их поступлении в систему прерывают обслуживание заявок 2 класса с последовательным их дообслуживанием. Поскольку характеристики обслуживания заявок 1-го класса не зависят от характеристик обслуживания заявок 2-го класса, то время ожидания заявок 1-го класса можно определить как для обычной системы с одним классом приоритета, где
М1 – число заявок, обслуживаемых в одинарном режиме.
Время ожидания заявок 2-го класса
Wk(2)=Wk2p+ΔWk
Увеличение на величину ожидания в прерывающемся режиме.
ДО внутри М1 может быть назначена любой из известной внутри одиночного режима.
Диспетчирование на основе динамических приоритетов.
Рассмотренные ранее системы приоритетов принято называть статическими, но они не всегда могут обеспечить достаточное качество функционирования системы.
В таких случаях желательно вносить изменения в распределения приоритетов по мере того как время ожидания заявки приближается к критически допустимому.
Режим, в котором распределения приоритетов динамически меняется называется динамическим, а ДО – обслуживание на основе динамических приоритетов.
Одним из простейших подходов к решению этого вопроса является использование функции приоритетности: определение зависимости приоритета от времени ожидания.
В простейшем случае это может быть линейная функция
gi(t)=ti(t- ti)
g2 До t* приоритет заявок 1-го типа выше, чем 2-го типа.
g1 В момент времени t> t* , приоритет заявок 2-го типа
выше.
t*
w
заявки 1-го типа обладают меньшим временем ожидания, чем 2-го типа, потом меняются.
w2
w1
β
0.5 1
β=g2/g1 , пока g2<g1