Задание для контрольной работы. Заключается в оценке и исследовании дисциплин обслуживания потоков процессов при планировании их исполнения на основе бесприоритетных дисциплин обслуживания

Заключается в оценке и исследовании дисциплин обслуживания потоков процессов при планировании их исполнения на основе бесприоритетных дисциплин обслуживания, дисциплин с относительными и абсолютными приоритетами, а также дисциплин циклического обслуживания процессов в групповом режиме.

Исходные данные для выполнения контрольной работы сформулированы в таблицах 1 – 4.

Таблица 1

Интенсивности поступления потоков обслуживаемых процессов

№ потока
Интенсивность потока [1/c ]	0,15	0,45	0,15	0,05	0,10

Таблица 2

Параметры обслуживаемых процессов

№ процесса	Среднее количество вычислительных операций, выполняемых при обслуживании процесса [Мфлоп]	Среднее число операций обращения к файлам данных при обслуживании процесса (N i j)
Номера файлов, к которым выполняется обращение
F 1	F 2	F 3	F 4	F 5	F 6	F 7	F 8	F 9	F 10
				-	-	-	-			-	-
		-			-		-	-		-
		-		-	-	-			-		-
		-			-	-		-		-	-
			-		-		-	-	-

Таблица 3. Характеристики накопителей внешней памяти

№ файла данных	Среднее время выполнения одной операции ввода/вывода данных J FI [мкc/ оп.]
Тип накопителя ВЗУ, на котором размещены файлы данных
НМД 1	НМД 2
F 1	1,0	-
F 2	-	0,10
F 3	2,0	-
F 5	3,0	-
F 6	-	0,06
F 7	2,5	-
F 8	-	0,13
F 9	2,5	-
F 10	-	0,12

Таблица 4. Характеристики операций обращения к файлам данных

№ файлов данных	Объем данных, передаваемых при выполнении одной операции обращения к файлу данных V FI [ Мбайт ]	Средний объем данных, передаваемых при выполнении одной операции ввода/вывода G FI [Кбайт]
F1	0.5
F2	1.0
F3	1.0
F5	1.5
F6	2.0
F7	2.5
F8	3.0
F9	4.0
F10	3.0

1. По таблице № 1 в соответствии с номером варианта определяются номера и интенсивности потоков процессов, поступающих на обслуживание в однопроцессорную систему. При выполнении работы принимается, что структура системы имеет вид, приведенный на рис. 1.

2. По таблице 2 определяются параметры обслуживаемых потоков процессов, определенных ранее по таблице 1.

a) Q _i - среднее количество вычислительных операций, выполненных в системе при обслуживании i – процесса.

b) Определяются номера файлов данных, к которым выполняется обращение при обслуживании процесса. Например, для варианта 1 это будут файлы данных F1, F2, F7 и F8.

с) Определяется среднее число обращений N _{i, j} к файлам данных.

3. По таблице 3 определяются характеристики операций обращения к файлам данных, определенных для варианта задания в таблице 2.

a) V _Fi - средний объем данных, передаваемых от /к ВЗУ при выполнении одного обращения к файлу данных F_i.

b) G _Fi - средний объем данных, передаваемых при выполнении одной операции ввода/вывода от/к ВЗУ.

4. По таблице 4 определяются характеристики накопителей ВЗУ тип обращения к файлу данных - над данными выполняется операция ввода или операция вывода. Среднее время выполнения одной операции ввода и вывода определяется величиной J _Fi.

В качестве более точной математической модели исследуемой однопроцессорной системы предлагается рассмотреть трехкомпонентную стохастическую сеть одноканальных СМО с бесприоритетной дисциплиной FIFO обслуживания очереди процессов (рисунок 2). В этом случае каждая из СМО сети моделирует соответствующий ресурс системы – процессор, ВЗУ1 и ВЗУ2.

Для полного определения этой модели необходимо знать вероятности переходов процессов между СМО сети при их обслуживании в системе.

В качестве модели процесса организации обслуживания процессов в стохастической сети СМО предлагается модель, показанная на рисунке 2, в виде графа Маркова.

В этом случае вероятности переходов процессов для обслуживания между СМО сети определяются по выражению (1):

(1)

где - количество переходов процесса из i–состояния обслуживания в j-ое состояние,

- количество переходов процесса при его обслуживании в состояние j из всех других состояний.

В результате определения значений строится аналитическая модель обслуживания процессов в системе, представляемой системой линейных уравнений. Определяются интенсивности l_i поступления процессов на обслуживания в каждый модуль системы.

Рис. 2

Рис. 3

В результате решения системы уравнений определяются интенсивности поступления процессов l_i на обслуживание в каждый из ресурсов системы – интенсивность поступления процессов на обслуживание в процессор, ВЗУ1 и ВЗУ2.

где l₁, l₂, l₃ – интенсивности поступления запросов соответственно на процессор, ВЗУ 1, ВЗУ 2.

Определение значений интенсивностей l_i дает возможность выполнить более точное построение графиков зависимостей времени ожидания w и времени обслуживания u от варьируемых параметров J_i для бесприоритетной дисциплины FIFO обслуживания процессов.

При построении зависимостей при расчетах также используется выражение

	m
w к =	S I = 1	lIiJi (1 + n 2 I) 2 (1 - R)

m – количество ресурсов в системе, w _к - длительность ожидания обслуживания для к-ого потока.

Следует учесть, что длительность обслуживания процесса u_i в системе в данном случае будет определяться выражениями:

,

.

где M – количество исполняемых в системе процессов,

k – количество ресурсов в системе, используемых при обслуживании процесса,

w_j - длительность ожидания i-го процесса обслуживания в j-ом ресурсе системы,

J_j - длительность обслуживания i-го процесса в j-ом ресурсе системы.