92194

Модели мультипроцессорных систем

Доклад

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Формирование равномерно распределённых случайных величин При формировании стандартных равномерно распределенных случайных величин широко используется алгоритм основанный на рекуррентном описании следующего вида: Xk = Xk1 mod d где  – const mod d – операция взятия произведения по модулю числа d. Операция mod d означает выделение младшей части результата то есть младшей части слова длины и разрядов. Тогда алгоритм формирования определяется соотношением Xk = Xk18mod 10.2mod 10 = 0.

Русский

2015-07-28

78 KB

0 чел.

17,1  Модели мультипроцессорных систем

Мультипроцессорные системы применяют для увеличения производительности. Используют две основные разновидности таких систем:

– с индивидуальным ОЗУ для каждого процессора

– с общим ОЗУ.

В системах первого типа каналы обработки информации работают относительно независимо. При необходимости обмена информацией между каналами производится передача информации через общую память. Физическая модель системы обработки содержит к независимых каналов (рис.4.13).

Рис.4.13

Каждый из однотипных процессоров П настроен на работу с определенной программой. При 1 = 2 = … = k = суммарная интенсивность входного потока равна А=к, загрузка одного канала  =  = /к.

На основании результатов, приведенных в разделе 4.3 для системы первого типа среднее время обработки одной заявки U=/(1–), а среднее время простаивания в очереди w = /(1–);

Рассмотрим систему второго типа. В этой системе k однотипных процессоров работают с одной ОЗУ. Память строиться по модульному принципу. В текущий момент времени произвольный процессор взаимодействует с одним модулем памяти. Это взаимодействие обеспечивает коммутатор. Достоинством подобной системы является то, что процессоры могут выполнять одинаковые функции, то есть производить обработку одинаковых программ. Заявка попавшая на вход такой системы направляется на тот процессор который не занят. Недостаток – наличие коммутатора. Модель системы показана на рис.4.14.

Рис.4.14

Время обработки заявки каждым процессором равно . Загрузка одного процессора:

.

Характеристики второй системы рассмотрены в разделе 4.4.

Среднее время обработки заявки одним процессором

,

где а среднее время стояния в очереди .

Для обеих систем при фиксированной производительности ( = const) характеристики систем улучшаются, так как параметры U и W с увеличением числа каналов уменьшаются.

Иное дело, если зафиксировать суммарную производительность системы  V=kV, где  – производительность одного процессора, t – время выполнения одной операции. Тогда время обслуживания одной заявки , здесь k – трудоемкость (количество операций) будет увеличиваться с ростом k. В этом случае выгоднее использовать один процессор с высокой производительностью.

Сравним характеристики обеих систем при одинаковых количестве процессоров и времени обслуживания заявки. Введём отношения

,

.

Зависимость U от количества процессоров k показана на рис.4.15. Из анализа кривых следует, что при любых значениях загрузки величина U лежит в пределах 1 < U < k. Следовательно, вторая система имеет преимущество перед первой.

Рис.4.15

На рис.4.16 показана зависимость W  от k

Рис.4.16

Из анализа рисунка следует, что при любых значениях и k >1, W  > k.

Таким образом, по характеристикам преимущество имеет система с общей памятью.

Всё это объясняется тем, что в первой системе каждый процессор настроен на свою программу, и заявка может стоять в очереди в канале, несмотря на то, что прочие каналы свободны. Во второй же системе все каналы одинаковы и заявка направляется в свободный процессор.

17.2. Формирование равномерно распределённых случайных величин

При формировании стандартных равномерно распределенных случайных величин широко используется алгоритм, основанный на рекуррентном описании следующего вида:

Xk = Xk-1*( mod d ),

где const, (mod d) – операция взятия произведения по модулю числа d.

Сам алгоритм не случаен, однако позволяет вырабатывать случайные числа распределённые в интервале (0,1).

Пусть d = 2n, где n – разрядность чисел. Если перемножаются два числа разрядности n, то разрядность результата получается величиной 2n. Операция (mod d)  означает выделение младшей части результата, то есть младшей части слова длины и разрядов.

От величины зависят период повторения получаемой последовательности, случайность и равномерность формирования чисел. При работе с десятичными числами рекомендуется брать  = 73, 713, 717, а при работе с двоичными:  = 52m+1, где m – любое число, либо  = 218+3.

Пример.

Пусть X0  = 0.9,  = 8, d = 10.

Тогда алгоритм формирования определяется соотношением

Xk = Xk-18(mod 10).

Последовательно задавая значения k, получаем

k = 1: X1 = 7.2(mod 10) = 0.2.

k = 2: X2 = 1.6(mod 10) = 0.6.

k = 3: X3 = 4.8(mod 10) = 0.8.

k = 4: X4 = 6.4(mod 10) = 0.4.

k = 5: X5 = 3.2(mod 10) = 0.2.

Период формируемой псевдослучайной последовательности оказался равным четырем. Это говорит о неправильно выбранном коэффициенте .

Генератор равномерно распределенных случайных чисел имеется в стандартном программном обеспечении ЭВМ.

Если разрабатывается новый генератор, то его необходимо аттестовать. При аттестации выполняются следующие проверки.

  1.  Равномерность формирования чисел на интервале (0, 1). Для этого строится гистограмма.
  2.  Случайность чисел. При этом анализируют частоту появления количества нулей либо единиц в формируемых значениях.
  3.  Независимость чисел. Для этого вычисляется коэффициент корреляции, формируемой последовательности, для независимых чисел он должен стремиться к 0.


1

O1

 П1

2

2

 П2

k

Ok

 Пk

O

 П1

 П2

 Пk

k

k

k

w

 1

k

k

k

w

 1


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

57965. Политический портрет Бисмарка 143.5 KB
  Цели: Раскрыть особенности объединительных процессов в Германии и роль в этом Бисмарка; охарактеризовать личность Отто фон Бисмарка; формировать умения учащихся прослеживать причинно-следственные связи; на основе конкретного сюжетного материала развивать личностные отношения...
57966. Brieffreunde. Друзі по листуванню 75 KB
  Мета: вчити учнів орієнтуватися в незнайомому тексті, знаходити в ньому потрібну інформацію. Тренувати використовувати вивчену лексику у монологічному мовленні. Тренувати навички аудіювання за темою.
57967. Велика Британія 324.5 KB
  Мета: сформувати в учнів систему знань про особливості географічного положення, населення та господарства Великої Британії; удосконалювати навички складання комплексної економіко-географічної характеристики країни за допомогою карт атласа...
57968. Вікторіанська Британія. Велика Британія в 50-60-х роках ХІХ століття 81 KB
  Мета: охарактеризувати економічний розвиток В.Британії в 50-60-х роках ХІХ ст.., визначити причини економічного піднесення Британії; охарактеризувати політичну систему Британії, порівняти політичні платформи лібералів і консерваторів...
57969. Будова і функції сечовидільної системи 50 KB
  Обладнання: таблиця Видільна система електронна презентація Видільна система муляж нирки свіжа нирка. Навпаки за низької температури коли випаровування води шкірою зменшується нирки виводять більше води.
57970. Харчування і здоров’я. Основи безпечного харчування 140 KB
  Обладнання: продукти харчування мультимедійна дошкаплакати з написами що таке здоров’я Хід уроку I. В ньому ми поєднаємо знання важливих для вас 2 предметів –біології і основ здоров’я. Вчитель основ здоров’я.
57971. Протилежні числа 48 KB
  Мета: сформувати уявлення про зміст поняття протилежні числа; навчити знаходити й записувати число протилежне до даного розвязувати рівняння що передбачають застосування поняття числа протилежного до даного.
57972. Розв’язування вправ і задач з теми «Стандартний запис числа» 57.5 KB
  Підсумок Як тобі сьогоднішній урок Якою літерою позначається сила тяжіння Як піднести степінь до степеня Одиниці вимірювання сили тяжіння Одиниці вимірювання маси Як помножити степінь на степінь Як поділити степінь на степінь Скільки тобі років Скільки в метрі сантиметрів...
57973. Узагальнення та систематизація вивченого матеріалу розділу «Чотирикутники» 62.5 KB
  Мета: Повторити, систематизувати та узагальнити знання щодо змісту: означення, ознак та властивостей трапеції; теореми Фалеса; означення та властивостей кутів у колі; означення вписаних та описаних чотирикутників, їх властивостей та ознак.