Определение минимального быстродействия процессора

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ ПО КУРСУ

«КОМПЬТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ»

Направление подготовки - 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника»

Профили - «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение средств вычислительной техники»

Рассмотрено на заседании кафедры «Компьютерная инженерия».

Протокол № 3 от 14.12.2016 г.

Утверждено на заседании учебно-издательского совета ДонНТУ,

Протокол №____ от_______, рег. №______.

ДОНЕЦК, ДонНТУ – 2016

УДК 681.142

Методические указания к выполнению курсовой работы по курсу «Компьютерные системы» (для студентов направления подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», профили «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети», «Программное обеспечение средств вычислительной техники»)/Сост.: В.Н. Струнилин. – Донецк: ДонНТУ, 2016. – 49с., рус.

Курсовая работа ориентирована на синтез и исследование функционирования компьютерных систем (КС), применение средств анализа трудоемкости вычислительных алгоритмов, средств обеспечения заданного качества функционирования компьютерных систем реального времени путем рационального выбора дисциплины обслуживания заявок, средств планирования работ в КС, приобретение студентами навыков расчета и цифрового моделирования КС при отсутствии ограничений на время пребывания задачи в системе при минимально возможной стоимости проектируемой системы, усвоение методики синтеза КС с заданным временем пребывания при минимально возможной стоимости вычислительной системы и КС заданной стоимости при максимально возможной производительности, средств планирования работ в КС.

Содержится необходимый методический материал, задачи, порядок выполнения курсовой работы и примеры.

Составители: В.Н. Струнилин, ст. препод.

Рецензент: А.Я. Аноприенко, к.т.н., доц., проф. каф. КИ

Отв. за выпуск: А.Я. Аноприенко, к.т.н., доц., проф. каф. КИ

Цель курсовой работы: Усвоение средств анализа и выбора дисциплины обслуживания заявок в цифровой управляющей системе (ЦКС), определение быстродействия процессора, обеспечивают заданное качество функционирования системы реального времени, приобретение студентами навыков расчета и цифрового моделирования систем оперативной обработки при отсутствии ограничений на время пребывания задачи в вычислительной системе при минимально возможной стоимости проектируемой системы, усвоение методики синтеза систем оперативной обработки (КС) с заданным временем пребывания при минимально возможной стоимости вычислительной системы, усвоение методики синтеза систем оперативной обработки заданной стоимости при максимально возможной производительности.

Для математического описания процессов, протекающих в ЦКС, используют аппарат теории массового обслуживания. В курсовой работе требуется выполнить анализ и синтез ЦКС с относительными ограничениями на время ожидание заявки в вычислительной системе.

ВЫБОР ВХОДНЫХ ДАННЫХ

1. n = 5 количество потоков заявок различного типа;

2. Номера заявок согласно варианту (табл.1).

3. Логические схемы заявок (табл.2).

4. Вероятности перехода в заявках (табл.3).

5. Количество процессорных операций в операторах заявок (табл.4).

6. Характеристики заявок (табл.5):

l_i (i=1.2,..., n) - интенсивность поступления заявок i-го потока;

n_i (i=1.2,..., n) - коэффициент вариации времени обслуживания i-й заявки;

w_i^* (i=1.2,..., n) - предельно допустимое среднее время ожидания i-й заявки.

7. Число обращений заявки к файлам (табл.6).

8. Характеристики файлов (табл.7).

9. Характеристики внешних приборов (табл.8).

РАСЧЕТ ТРУДОЕМКОСТИ ЗАЯВОК

Для расчета трудоемкости заявок необходимо нарисовать для каждой заявки схемы алгоритмов, графы алгоритмов и минимальные графы алгоритмов заявок. После этого определить среднюю трудоемкость алгоритмов заявок средствами теории марковских цепей или с помощью сетевого подхода.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МИНИМАЛЬНОГО БЫСТРОДЕЙСТВИЯ ПРОЦЕССОРА

Определение минимального быстродействия процессора осуществляется на основе закона сохранения времени ожидания:

(1)

где r_i - коэффициент загрузки процессора со стороны i-го потока заявок;

w_i- среднее время ожидания заявок i-го потока.

Закон сохранения времени ожидания (1) справедлив для любой дисциплины обслуживания. Ограничения на время ожидания

w_i < w_i^*

должно выполняться для какой-либо конкретной дисциплины, в качестве которой выберем бесприоритетную дисциплину обслуживания. С учетом этого должно выполняться условие:

(2)