Анализ временных характеристик работы СРВ на моделях Керка

В качестве объекта исследований берется СРВ, в которой выявлены параллельные взаимодействия отдельных процессов. Все процессы данной СРВ распределены по процессорам. В общем случае число процессоров может быть меньше числа процессов. С каждым процессом связывается множество пусковых моментов и время его выполнения. Алгоритм анализа включает следующие операции.

· Формируется матрица пусковых моментов , массив времен выполнения процессов, совокупность каналов взаимосвязи процессов и ряд других сведений.

· Выполняется расчет канальных пусковых моментов. В случае, если канал окажется каналом Петри или синхронным, то это будут моменты времени, когда данные процесса производителя могут быть использованы процессом потребителем. Если канал окажется асинхронным, то это значение укажет в какой момент времени данные процесса производителя в принципе доступны процессу потребителю.

· Значения канальных пусковых моментов процесса определяются путем прибавления к соответствующим элементам матрицы времени выполнения процесса. Полученные значения оформляются в виде матрицы . Если при анализе учитывается время задержки данных в канале, то матрица формируется с учетом этих задержек. Заметим также, что такие задержки имеют место при передаче данных в каналах, связывающих процессы, выполняемые на разных процессорах.

· Построение и вывод временной диаграммы выполнения процессов. На горизонтальных линиях диаграммы наносятся времена выполнения соответствующих процессов. Для этого используются данные матриц начала и окончания выполнения процессов, матриц и . Время работы процесса на диаграмме помечается жирными линиями. При несоответствии пусковых моментов и времени работы процессов конфликтующие участки помечаются жирными линиями удвоенной толщины. Затем, используя сведения о совокупности каналов, на диаграмме наносятся взаимосвязи процессов в виде стрелок, имеющих на конце указание номера процесса производителя.

· Анализ состава каналов для заданных пусковых моментов. Анализ выполняется на основе матриц и . Результаты анализа формируются в матрицу состава каналов . Элементы матрицы могут принимать следующие значения:

1 – канал Петри;

2 – тупиковая ситуация 1-го типа, которая соответствует нереальному пусковому моменту. В этой ситуации два взаимосвязанных процесса выполняются на одном процессоре и, следовательно, предполагается строгая последовательность выполнения процессов. Тупик возникает в случае, когда процесс-потребитель запросил данные раньше, чем процесс производитель их выработал. В канале образуется нетранспортная задержка.

3 – асинхронный канал;

4 – тупиковая ситуация 2-го типа, когда несколько процессов одновременно обращаются к одному процессу;

5 – синхронный канал.

· Расчет нетранспортной задержки данных, то есть расчет времени, которое простаивает процесс потребитель в ожидании данных.

· Расчет пропускной способности каналов и формирование матрицы . Пропускная способность канала рассчитывается по усредненным данным от пусковых моментов. Вначале определяется среднее время, которое канал может быть загружен передачей данных процесса производителя,

.

При этом суммируются положительные слагаемые, то есть

.

Далее определяется величина среднего времени, которое «отводит» процесс-потребитель каналу для получения данных,

.

Если , то элемент . Для такого канала указывается число обработанных состояний, равное и число состояний, стоящих в очереди, равное . Если , то элемент принимается равным 1, а для канала указывается резервное время (недогруженность) канала, равное разности .