Многопроцессорная вычислительная система

Описание системы

Многопроцессорная вычислительная система состоит из двух процессоров с общей памятью объемом 131 страница, четырех накопителей на дисках, каждый из которых доступен обоим процессорам, и одного канала передачи данных. Схематическая диаграмма данной системы показана на рис. 9.

Задания поступают в систему со средней интенсивностью, равной 12 заданиям в минуту в соответствии с распределением Пуассона. Общее время, необходимое ЦП на обработку задания, распределено нормально с математическим ожиданием 10 с. и дисперсией 3 с. Время обработки ЦП включает прерывания, необходимые для осуществления обмена по каналу ввода-вывода. Интервалы между прерываниями имеют отрицательное экспоненциальное распределение, математическое ожидание которого равно обратной величине средней интенсивности операций ввода-вывода задания. Средняя интенсивность операций ввода-вывода распределена равномерно на интервале от 2 с. до 10 с. Операции ввода-вывода назначаются конкретному диску.

Заданию, поступающему в систему, назначается приоритет, который имеет зависимость, обратную потребности в памяти. Потребность задания в памяти распределена равномерно от 20 до 60 страниц. Как только память выделяется в распоряжение задания, один из свободных процессоров начинает обработку задания. При выдаче запроса на осуществление ввода-вывода задание может продолжать использование ЦП до тех пор,пока в очереди останется только один запрос. Таким образом, если сделан запрос на осуществление ввода-вывода и один запрос уже ожидает очереди, ЦП освобождается, а запрос на ввод-вывод помещается в очередь. После выполнения текущего запроса ввода-вывода ЦП может возобновить обработку задания в том случае, если он свободен.

Рис. 9. Схематическая диаграмма мультипроцессорной

вычислительной системы

После прерывания ЦП автоматически выполняется запрос ввода-вывода с назначенным заданию диском, т.е. осуществляется прямой доступ к диску из ЦП. Предполагается, что время позиционирования диска распределено равномерно на интервале от 0.0 до 0.075 с. Одновременно может осуществляться только одна операция позиционирования диска. После позиционирования осущесвляется обмен данными по каналу ввода-вывода. Время обмена равно 0.001(2.5+U), где U - равномерно распределенная на интервале от 0 до 25 величина. После осуществления обмена запрос ввода-вывода считается выполненным.

Цель моделирования

Промоделировать в течение 12 000 сек. данную вычислительную систему с целью определения общего времени выполнения задания в системе, а также статистических оценок загрузки дисков, канала ввода-вывода и обоих ЦП. Получить оценку среднего использования памяти и числа заданий, ожидающих выделения ресурса и времени ожидания.