Анализ взаимодействия процессов на сетях Керка

В сетях Керка описание прикладных функций, составляющих программную нагрузку СРВ, осуществляется в виде множества взаимосвязанных параллельно выполняемых процессов [14-17].

Программная система СРВ рассматривается как состоящая из взаимосвязанных подсистем. Каждая подсистема рассматривается в свою очередь как система. Процесс разбиения на подсистемы, подподсистемы и т.д. продолжается, пока не будет достигнута приемлемая детальность описания. Система на нижнем уровне описания называется процессом. Обычно процесс выполняет элементарную функционально законченную задачу и вычисляет значения переменных, которые характеризуют решение этой задачи. Значения переменных образуют состояние процесса.

Состояние системы в каждый момент определяется совокупностью состояний всех процессов. Заметим также, что в общем случае этап декомпозиции программной системы на процессы формализовать не удается.

Модель должна фиксировать взаимодействие процессов и тем самым вводить на множестве процессов частичную упорядоченность, определяющую последовательность выполнения процессов. Это означает, что отдельные процессы связываются с определенными ситуациями в окружающей системе или с определенными моментами времени. Моменты времени могут быть как относительными (по отношению к событию), так и абсолютными, фиксируемыми в астрономическом времени. Активизация части процессов может зависеть от результата работы программной системы.

Кроме фиксации последовательности выполнения процессов необходимо определять объем информации и моменты ее передачи между процессами. Модель ориентирована на метод обмена сообщениями, который имеет ряд преимуществ по сравнению с методом разделяемых переменных, например, методом семафоров.

Пусть – множество процессов программной нагрузки. Обозначим через состояние процесса в момент времени . Тогда состояние системы в момент времени определяется совокупностью . Здесь принимает только дискретные значения.

В СРВ процессы нередко имеют так называемую внутреннюю память. Например, состояние процесса в момент зависит от состояния процесса в моменты времени , . Поэтому состояние системы может включать состояния некоторого процесса, вычисленные в разные моменты времени.

В моделях Керка запуски процесса производятся в определенные моменты времени. С каждым процессом связывается множество пусковых моментов этого процесса. строго упорядоченное, для любого , то есть у всех процессов существует общий начальный пусковой момент. Мощность множества конечна, то есть в любом конечном промежутке времени процесс может быть активизирован конечное число раз.

Для любых и последовательных элементов , , где и – заданные из практических соображений функции, причем .

Чтобы гарантировать циклическое выполнение любого процесса , активизированного в момент нужно, чтобы время выполнения процесса было строго ограничено сверху, либо выполнялось условие

.

Процесс может принимать данные не только в начале выполнения, а в любой момент. Поэтому необходимо оценить задержку между запуском процесса потребителя и моментом требования входных данных. Эту задержку обозначим , где – средство, обеспечивающее связь между процессами (производители) и (потребители).

Величина в общем случае является случайной величиной на интервале , где – функции, заданные из практических соображений, при этом .

Предполагается также, что каждый процесс выполняется на собственном процессоре. При этом процесс не имеет информации о потребителях результатов своей работы, он знает только необходимые входные данные.