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

86101. Теоретические основы разработки тестового контроля 113.33 KB
  Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи: выявить дидактические функции педагогических тестов; определить требования предъявляемые к тестовым заданиям; дать классификацию тестовым заданиям рассмотреть их формы и виды; спроектировать 3 урока по дисциплине Информатика.
86102. Социальная работа с асоциальной семьей 96.66 KB
  К типичным проблемам социальной работы относятся проблемы: охраны здоровья населения гуманизации общественных отношений современной семьи защиты материнства и детства детейсирот молодежи женщин пенсионеров инвалидов лиц без определенного места жительства мигрантов беженцев безработных. Школа призвана координировать совместные усилия семьи и общественности по формированию социально благоприятной среды воспитания детей. Практика показывает что издержки в воспитании детей это первейший и главнейший показатель неблагополучия семьи....
86103. Информационное обеспечение менеджмента на предприятиях АПК на примере государственного племенного завода имени Карла Маркса в селе Ковыли Краснокаменского района 1.67 MB
  В современных условиях важной областью стало информационное обеспечение, которое состоит в сборе и переработке информации, необходимой для принятия обоснованных управленческих решений. Передача информации о положении и деятельности фирмы на высший уровень управления и взаимный обмен информацией между всеми взаимосвязанными подразделениями фирмы осуществляются на базе современной
86104. Разработка проекта установки лифта с приставной шахтой в учебном корпусе СПГУТД 6.17 MB
  В динамическом расчете определены нагрузки возникающие в узлах механизма подъема кабины с учетом возникающих сил инерции а также проверены ускорения и точность остановки кабины на соответствие стандартам. Определение силы аэродинамического сопротивления движению кабины и противовеса. Расчет натяжения канатов подвески кабины Sk и Sп в рабочих и испытательных режимах...
86105. Декларация о намерениях инвестирования в строительство предприятий, зданий и сооружений 1.74 MB
  Чистый металл используется в радиотехнике и электронике, в ракетостроении, при изготовлении деталей атомных реакторов, а также в химической, нефтеперерабатывающей, керамической, стекольной и текстильной промышленности. Молибденит применяется в качестве лучшей смазки для трущихся частей машин при высокой температуре. Тугоплавкий, ковкий, не тускнеющий, обладающий приятным цветом молибден получил признание у ювелиров
86106. Создание пользовательских форм для работы с базой данных 862 KB
  Определить цели и поставить задачи для разработки базы данных; Собрать необходимую информацию для базы данных, и так же определить атрибуты и сущности; Провести непосредственный анализ предметной области работы; Создать и определить связи между таблицами...
86107. Дослідження конкурентів підприємства (Lanet) 149.33 KB
  Недостатньо лише проаналізувати вплив зовнішнього та внутрішнього середовищ у розрізі їх окремих підсистем, поставити діагноз про конкурентоспроможність підприємства, треба обґрунтувати значущість і рівень впливу на подальший розвиток організації окремих факторів та їхніх груп
86108. Розробка системи менеджменту в організації АТ «Фільтр плюс» 457.08 KB
  Метою курсового проекту є розроблення фактичної системи менеджменту і її раціоналізація у зв’язку зі зміною умов функціонування. Відповідно до мети проекту його завданням є розроблення технології менеджменту з урахуванням очікуваних змін, тобто реалізація функції менеджменту в організації; формування методів менеджменту на підприємстві; розроблення та реалізація управлінських рішень з метою розв’язання існуючих на підприємстві проблем
86109. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ФОРМ УПРАВЛЕНИЯ ДЕБИТОРСКОЙ ЗАДОЛЖЕННОСТЬЮ ОРГАНИЗАЦИИ 6.26 MB
  Дебиторская задолженность является одним из активов, формирующих финансовую устойчивость и инвестиционную привлекательность любой компании. Исследование вопросов, связанных с управлением и анализом дебиторской задолженности, занимаетважное место в процессе антикризисного управления и становится наиболее актуальной