2017-11-30
421
Лабораторная работа выполняется на персональном компьютере с ОС Windows. Программа имитационного моделирования подсистемы прямого доступа имеет имя evm-2.1.jar и находится в папке Лаб_3. Она разработана на языке java с использованием интегрированной среды NetBeans. Для запуска программы необходимо наличие в системе java runtime invironment (jre) не ниже версии 1.6.
В имитационной модели можно задать:
a) параметры основных устройств компьютера;
b) состав моделируемых программ (от одной до трех, в данной работе должна исследоваться одна программа);
c) характеристики этих программ.
Моделируемая программа состоит из заданного количества команд, между которыми в случайные места вставляются операции обращения к файлу. Выполнение этой программы начинается с первого этапа процессорной обработки. Как только встречается команда обращения к файлу, происходит прерывание процессора. Сигнал прерывания через системную шину, северный и южный мост поступает в порт ВЗУ, на котором находится соответствующий файл. При этом процессор прекращает обслуживание текущей программы.
|
|
|
Прерывание процессора инициирует выполнение операцию поиска начальной метки файла. Она выполняется контроллером ВЗУ. Время поиска равно среднему времени доступа к накопителю, которое является его основной характеристикой. В модели оно постоянно и для наглядности равно 1000 мс. В реальных компьютерах это время составляет от 3 до 8 мс.
Далее выполняется прямой доступ в память. Им управляет контроллер ВЗУ. При чтении данных с этого устройства записи накапливаются в его буфере, а затем передаются через южный и северный мост и шину памяти в ОП. Описанная операция выполняется в течение времени ΔT, которая определяется по формуле:
Δ T = l / Bmin,
где l — длина записи в байтах, Вmin — минимальное быстродействие устройств, участвующих в ПДП.
Запись информации в ВЗУ осуществляется аналогично.
По окончании прямого доступа контроллер накопителя генерирует сигнал прерывания, который сообщает процессору о завершении процедуры. После этого моделируемая программа реализует следующий этап процессорной обработки. Он длится промежуток времени
T п = Θ / В цп,
где Θ — количество команд между двумя операциями прерывания процессора,
В цп — его быстродействие.
Модель позволяет задать следующие параметры изучаемых устройств.
1. Быстродействие процессора (операций в секунду).
2. Емкость ОП.
3. Емкость ВЗУ.
4. Пропускная способность системной шины, %.
5. Пропускная способность северного моста, %.
6. Пропускная способность южного моста, %.
7. Пропускная способность шины оперативной памяти ОП, %.
|
|
|
8. Пропускная способность шины ВЗУ, %.
Без установки этих параметров моделирование не выполняется. Они не могут принимать отрицательные и нулевые значения.
После задания параметров устройств необходимо активировать одну задачу. Делается это установкой флажка рядом с номером задачи. Для задачи необходимо ввести следующие параметры:
1) количество процессорных команд;
2) номер ВЗУ, в котором находится файл;
3) количество обращений к файлу;
4) длину файла;
5) длину записи в файле.
Параметры остальных (не активированных) задач устанавливать не нужно.
Если нажать кнопку «По умолчанию», будут загружены соответствующие параметры (при их наличии). Имеется возможность загрузить ранее сохраненные настройки, нажав кнопку «Загрузить настройки».
После задания всех параметров можно переходить к моделированию. Для этого необходимо нажать на кнопку «Пуск». Приложение перейдет в режим моделирования. В этом режиме на экран будет выводиться информация о выполняемых операциях, а также строиться временные диаграммы загрузки устройств. Работа каждого устройства компьютера представляется его закраской цветом соответствующей операции. Моделирование заканчивается, если выполнены все этапы процессорной обработки и обращения к файлу.
Его результаты представляются в правой части экрана в виде числовых значений времени занятости и загрузки основных устройств, а также временных диаграмм. На диаграмме черным цветом отображается занятость устройства, а белым – его ожидание (простой).
