Порядок выполнения лабораторной работы. 1. Знакомство со всеми разделами руководства.

Подготовка к работе

1. Знакомство со всеми разделами руководства.

2. Получение у преподавателя задания на исследование системы с различными параметрами устройств, потока задач и режимов их обслуживания.

3. Исследование заданной системы.

Поиск в сети Internet информации о многопроцессорных системах и их моделях, разработанных зарубежными фирмами.

Оформление отчета.

Последовательность выполнения лабораторной работы

В лабораторной работе необходимо исследовать следующие режимы работы многопроцессорной системы:

1) С одинаковыми параметрами задач ( всевозможными соотношениями длительностей счета и обращения к ОЗУ ) для всех поддерживаемых режимов обращения к памяти:

a) каждый процессор работает только со своим ОЗУ;

b) каждый процессор обращается к любому ОЗУ во всех из 6 предлагаемых вариантов последовательностей.

Времена счета во всех задачах задать равными 5 и 10 тактов. Количество самих задач 9 и 10.

2) С разными параметрами задач в каждой тройке (например, длительность счета 4, 8 и 10 тактов), повторяющимися между тройками, и всевозможными соотношениями длительностей счета и обращения к ОЗУ для всех поддерживаемых режимов обращения к памяти:

a) каждый процессор работает только со своим ОЗУ;

b) каждый процессор обращается к любому ОЗУ во всех из 6 предлагаемых вариантов последовательностей.

Количество самих задач 9 и 10.

3) С разными параметрами задач в последовательности и всевозможными соотношениями длительностей счета и обращения к ОЗУ для всех поддерживаемых режимов обращения к памяти:

a) каждый процессор работает только со своим ОЗУ;

b) каждый процессор обращается к любому ОЗУ во всех из 6 предлагаемых вариантов последовательностей.

Времена счета во всех задачах задать равными 5 и 10 тактов. Количество самих задач 9 и 10. Подобрать такой порядок обращения процессоров к ОЗУ и такие соотношения времен счета и обращения к ОЗУ, при которых в системе не будет конфликтов.

Содержание отчета о выполненной работе

Отчет должен содержать следующее:

1. Название и цель работы. Исходные данные.

2. Графики зависимостей:

1) для режима 1, а) - суммарного коэффициента загрузки от количества задач;

2) для режимов b:

a) суммарного времени занятости и ожидания процессоров;

b) суммарного коэффициента загрузки и

c) количества конфликтов

от соотношения длительностей этапов счета и обращения к ОЗУ:

· при одинаковых характеристиках задач - для класса задач;

· при разных характеристиках задач в группе - для каждой задачи из группы;

· при разных характеристиках всех задач - для отдельных задач (по указанию преподавателя).

3. Выводы об эффективных режимах работы исследуемой системы.

4. Результаты поиска информации в Internet.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные методы повышения производительности современных вычислительных систем.

2. Какое количество устройств и с какими характеристиками необходимо для организации работы многопроцессорной системы?

3. Какой основной прием используется для предотвращения ошибок при одновременном обращении нескольких процессоров к одному ОЗУ?

4. Как влияет количество задач в последовательности на характеристики системы?

5. Как влияет изменение соотношения длительностей этапов счета и обращений к ОЗУ на характеристики многопроцессорной системы?

6. При каком соотношении длительностей этапов счета и обращений к ОЗУ работа многопроцессорной системы наиболее эффективна?

7. Как влияет на характеристики системы режим обращения процессоров к ОЗУ?

8. Как влияет на характеристики системы изменение параметров задач в группе, содержащей столько задач, сколько процессоров в ней?

9. Как влияет на характеристики системы изменение параметров одной или произвольного количества задач?

10.Сформулируйте предложения по устранению конфликтов в многопроцессорной системе с предложенным Вам набором задач.

Индивидуальные задания.
Исследование заданной подсистемы
вычислительной системы

Общая структура системы имеет вид, приведенный на рис. 9.1. Необходимо разработать программу имитационного моделирования подсистем, работающих в однопрограммном режиме. Вариант задания может быть выполнен двумя студентами. Модель может отображать только те устройства, которые входят в заданную подсистему.

Рис. 9.1. Общая структура моделируемой системы

Исходными данными для моделирования являются:

1) Количество процессорных команд в моделируемой программе;

2) Число обращений к заданному внешнему устройству (клавиатуре, монитору, ВЗУ);

3) Количество символов (байт), передаваемых при одном обращении.

Результатами работы модели должны быть времена работы устройств (в тактах), общее количество тактов работы системы и коэффициенты загрузки устройств, равные отношению числа тактов занятости этих устройств к общему числу выполненных тактов.

Моделируемая программа в процессоре разбивается на фрагменты, количество которых равно числу обращений к внешнему устройству (ВУ), а длина - общему количеству процессорных команд, деленному на число обращений к ВУ. Занятость устройств необходимо отображать закраской всего устройства или его части соответствующим цветом. Процесс моделирования должен быть отображен с помощью анимации. Выполнение моделируемой программы начинается с процессорной обработки, после которой идет обращение через соответствующие мосты к заданному ВУ. Моделирование заканчивается последним этапом процессорной обработки.

Необходимо разработать программу имитационного моделирования следующих подсистем.

1. Ввода данных с клавиатуры. В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, клавиатуру, шины и мосты.

2. Ввода данных с клавиатуры с одновременным выводом на экран. В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, клавиатуру, монитор, шины и мосты.

3. Вывода данных на экран монитора. В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, монитор, шины и мосты.

4. Вывода данных на принтер. В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, принтер, шины и мосты.

5. Обращения программы к файлу на ВЗУ (жестком диске). В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, ВЗУ, шины и мосты.

6. Обращения программы к файлу на флэш-памяти. В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, флэш, шины и мосты.

7. Обращения программы к файлу на устройстве оптической памяти. В модели необходимо отобразить процессор, оперативную память, устройство оптической памяти, шины и мосты.