Лабораторная работа №9. Построение модели ВС заданной конфигурации. Определение основных характеристик ВС

Цель работы: Научиться определять оптимальные режимы функционирования систем.

Задачи работы:

1. Построить модель процесса функционирования СЭВМ.

2. Выполнить ручной расчет основных характеристик СЭВМ.

3. Отладить модель.

4. Требуется получить коэффициенты загрузки всех устройств, средние длины очередей запросов к ЦП и СК.

5. Обработать результаты моделирования. Построить соответствующие зависимости.

6. Сделать выводы по результатам моделирования.

Содержание отчёта

1. Цель работы.

2. Модель функционирования системы на языке GPSS.

4. Результаты ручного расчета основных характеристик ЭВМ.

5. Результаты моделирования и соответствующие зависимости.

6. Выводы по работе.

Пример выполнения лабораторной работы.

Для каждого варианта задания предлагается некоторая абстрактная кон­фигурация ВС с различными вариантами обработки команд, организации памяти и количеством процессоров для выполнения команд. При решении задачи моделирования необходимо описать абстрактными объектами сис­темы моделирования заданные правила работы системы и определить зави­симости характеристик системы от различных временных характеристик объектов системы.

Методика решения задачи следующая.

1. Построить модель процесса функционирования СЭВМ.

2. Выполнить ручной расчет основных характеристик СЭВМ.

3. Отладить модель.

4. Требуется получить коэффициенты загрузки всех устройств, средние длины очередей запросов к ЦП и СК.

5. Обработать результаты моделирования. Построить соответствующие зависимости.

6. Сделать выводы по результатам моделирования.

Пример выполнения работы. Построить модель процесса функционирования СЭВМ, выполняющей n программ в мультипрограммном режиме. В состав СЭВМ входят процессор ЦП и m селекторных каналов СК. Времена обслуживания запросов процес­сором и каналами - случайные величины, распределенные для процессора по экспоненциальному закону с интенсивностью µ_цп и для каналов по равномерному закону в диапазоне t_н-t_в. Требуется получить коэффициенты за­грузки всех устройств, средние длины очередей запросов к ЦП и СК, гисто­граммы распределения времен нахождения запросов в очереди и среднее время между последовательными обращениями к ЦП каждой из программ.

Дополнительные пояснения к варианту задачи: запросы к ресурсам об­служиваются на основе относительных приоритетов (приоритет равен ус­ловному номеру пославшей его программы и может принимать значения от 1 до n); очередь к каналам раздельная, обращение к каждому из каналов равновероятно. Значения n = 3, m=2, t_н= 20 ms, t_в= 90 ms. Исследовать за­висимость характеристик для µ_цп= 0.002,0.004,0.008 ms^-1. На рисунке 6.19 приведена моделируемая СЭВМ.

Рисунок 6.19 – Моделируемая СЭВМ

Текст программы-модели приведен далее.

10 SIMULATE

20 TCAN1 TABLE MP1,100,500,10

30 TCAN2 TABLE MP1,100,500,10

40 AAA TABLE MP1,100,200,10

;Таблицы для контроля за временем обработки заявок на участках модели

50 XPDIS FUNCTION RN1,C24

;Описание экспоненциальной функции распределения времен распр. заявок

0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.915/.7,1.2/.75,1.38

.8,1.6/.84,1.83/.88,2.12/.9,2.3/.92,2.52/.94,2.81/.95,2.99/.96,3.2

.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2/.999,7/.9998,8

60 GENERATE 1,,,1,1

70 ASSIGN 5,100

80 TRANSFER,INCP

90 GENERATE 1,,,1,2

100 ASSIGN 5,100

110 TRANSFER,INCP

120 GENERATE 1,,,1,3

130 ASSIGN 5,100

; Раздел описания генерации завершен. В каждом генераторе был задан транзакт соответствующего приоритета

140 INCP MARK 1

150 QUEUE CP

160 PREEMPT CP,PR; Процессор обрабатывает приоритет заявок

170 DEPART CP

175 ADVANCE 125,FN$XPDIS

180 RETURN CP

190 TRANSFER.5,INCAN1,INCAN2

; Равновероятный выбор канала для всех заявок

200 INCAN1 QUEUE CAN1

210 PREEMPT CAN1,PR

220 DEPART CAN1

230 ADVANCE 550,350

240 RETURN CAN1

; завершение работы CAN1

250 TRANSFER,CIR

260 INCAN2 QUEUE CAN2

270 PREEMPT CAN2,PR

280 DEPART CAN2

290 ADVANCE 550,350

300 RETURN CAN2

; завершение работы CAN2

310 CIR TEST E PR,1,METKA; Проверка приоритета заявок

320 SAVEVALUE BB1+,1; Переменная для подсчета заявок с приоритетом=1

330 TABULATE TCAN1

340 TRANSFER,CIRCLE

350 METKA TEST E PR,2,METKA1

360 SAVEVALUE BB2+,1;Переменная для подсчета заявок с приоритетом=2

370 TABULATE TCAN2

380 TRANSFER,CIRCLE

390 METKA1 TABULATE AAA; Табуляция времени обработки заявки

400 SAVEVALUE BB3+,1; Подсчет заявок с приоритетом=3

410 CIRCLE LOOP 5,INCP; Возврат транзактов

420 TERMINATE 1

Листинг результатов моделирование приведен далее.

GPSS World Simulation Report - lr4.1.1

START TIME END TIME BLOCKS FACILITIES STORAGES

0.000 65503.987 38 3 0

NAME VALUE

AAA 10002.000

BB1 10009.000

BB2 10008.000

BB3 10007.000

CAN1 10006.000

CAN2 10005.000

CIR 27.000

CIRCLE 37.000

CP 10004.000

INCAN1 16.000

INCAN2 22.000

INCP 9.000

METKA 31.000

METKA1 35.000

TCAN1 10000.000

TCAN2 10001.000

XPDIS 10003.000

LABEL LOC BLOCK TYPE ENTRY COUNT CURRENT COUNT RETRY

1 GENERATE 1 0 0

2 ASSIGN 1 0 0

3 TRANSFER 1 0 0

4 GENERATE 1 0 0

5 ASSIGN 1 0 0

6 TRANSFER 1 0 0

7 GENERATE 1 0 0

8 ASSIGN 1 0 0

INCP 9 MARK 179 0 0

10 QUEUE 179 0 0

11 PREEMPT 179 0 0

12 DEPART 179 0 0

13 ADVANCE 179 0 0

14 RETURN 179 0 0

15 TRANSFER 179 0 0

INCAN1 16 QUEUE 89 0 0

17 PREEMPT 89 0 0

18 DEPART 89 0 0

19 ADVANCE 89 1 0

20 RETURN 88 0 0

21 TRANSFER 88 0 0

INCAN2 22 QUEUE 90 0 0

23 PREEMPT 90 0 0

24 DEPART 90 0 0

25 ADVANCE 90 1 0

26 RETURN 89 0 0

CIR 27 TEST 177 0 0

28 SAVEVALUE 31 0 0

29 TABULATE 31 0 0

30 TRANSFER 31 0 0

METKA 31 TEST 146 0 0

32 SAVEVALUE 46 0 0

33 TABULATE 46 0 0

34 TRANSFER 46 0 0

METKA1 35 TABULATE 100 0 0

36 SAVEVALUE 100 0 0

CIRCLE 37 LOOP 177 0 0

38 TERMINATE 1 0 0

FACILITY ENTRIES UTIL. AVE. TIME AVAIL. OWNER PEND INTER RETRY DELAY

CP 179 0.347 127.034 1 0 0 0 0 0

CAN2 90 0.756 550.196 1 1 0 0 0 0

CAN1 89 0.720 529.913 1 2 0 0 0 0

QUEUE MAX CONT. ENTRY ENTRY(0) AVE.CONT. AVE.TIME AVE.(-0) RETRY

CP 2 0 179 154 0.051 18.606 133.216 0

CAN2 2 0 90 64 0.261 189.880 657.279 0

CAN1 2 0 89 65 0.276 203.403 754.285 0

TABLE MEAN STD.DEV. RANGE RETRY FREQUENCY CUM.%

TCAN1 2091.939 1293.318 0

100.000 - 600.000 2 6.45

600.000 - 1100.000 3 16.13

1100.000 - 1600.000 4 29.03

1600.000 - 2100.000 11 64.52

2100.000 - 2600.000 4 77.42

2600.000 - 3100.000 4 90.32

3100.000 - 3600.000 0 90.32

3600.000 - 4100.000 1 93.55

4100.000 - _ 2 100.00

TCAN2 1396.376 794.577 0

100.000 - 600.000 9 19.57

600.000 - 1100.000 10 41.30

1100.000 - 1600.000 11 65.22

1600.000 - 2100.000 7 80.43

2100.000 - 2600.000 5 91.30

2600.000 - 3100.000 4 100.00

AAA 655.030 247.988 0

100.000 - 300.000 3 3.00

300.000 - 500.000 31 34.00

500.000 - 700.000 28 62.00

700.000 - 900.000 17 79.00

900.000 - 1100.000 16 95.00

1100.000 - 1300.000 4 99.00

1300.000 - 1500.000 1 100.00

SAVEVALUE RETRY VALUE

BB3 0 100.000

BB2 0 46.000

BB1 0 31.000

FEC XN PRI BDT ASSEM CURRENT NEXT PARAMETER VALUE

2 2 65536.432 2 19 20 1 64234.311

5 54.000

1 1 66074.939 1 25 26 1 64851.103

5 69.000

Из листинга результатов моделирования проанализируем наиболее существенные разделы: состояние устройств, очередей и таблицы, определяющие обработку заявок с разными приоритетами. Количество обработан­ных заявок каждым устройством отражается в разделе Entries.

Переменные ВВ1, ВВ2, ВВЗ показывают распределение заявок по при­оритетам при их обработке: транзакты с приоритетом 3 в заданном количе­стве 100, с приоритетом 2 - 41, а с приоритетом 1 - 25. Соответственно распределено и время их обработки, что отражено в таблицах TCAN1, TCAN2, ААА. Приведенные результаты получены для интенсивности обработки транзактов равной, 0.008. Все временные параметры модели соответственно увеличены в 10 раз, чтобы значения времен были целыми. Для сопоставления результатов моделирования с реальными характеристиками заданной ВС все времена надо уменьшить в 10 раз.

Измерения длин очередей и загрузки процессора для заданных в работе значений µ_цп показали, что соотношение по приоритетам при разных интенсивностях не меняется, но распределение длин очередей к процессору и ка­налам показывает, что быстродействие каналов должно быть больше по сравнению с заданным.

Блок-диаграмма модели приведена на рисунке 6.20.

Рисунок

Рисунок 6.20 –

Блок-диаграмма модели

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: