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

57570. Тригонометричні функції числового аргументу 93 KB
  Мета уроку: Навчальна: Закріпити знання і вміння учнів застосувати тригонометричні формули для спрощення тригонометричних виразів; Розвиваюча: розвивати увагу, логічне мислення, пам’ять, культуру математичного мовлення...
57571. Ділення і множення десяткових дробів 85 KB
  Мета: узагальнити та систематизувати уміння та навички учнів виконувати дії з десятковими дробами; розвивати увагу, логічне мислення учнів; формувати пізнавальну компетентність...
57572. Задачі на відсотки. Дихання – найважливіша функція людського організму 43.5 KB
  Мета: Формувати вміння та навички учнів працювати з відсотками, розв’язувати задачі на відсотки: знаходження відсотків від числа та числа за його відсотком; розвивати навички усних обчислень...
57573. Мандрівка океаном Всесвіту 55.5 KB
  Організаційний момент Вступ Учитель Оріон син грецького бога морів Посейдона був хоробрим і вправним мисливцем. Інструктаж з техніки безпеки Учитель Перед початком подорожі нам обовязково треба повторити правила роботи з основними пристроями.
57574. Арифметична прогресія, її властивості. Формула n – го члена 56 KB
  Мета уроку: Ввести поняття арифметичної прогресії розглянути її властивості; вивести формулу n-го члена та навчити учнів застосовувати її до розвязування задач.
57575. Відсотки в задачах бізнесово-фінансового змісту 119.5 KB
  Мета: навчити учнів практичному застосуванню вивчених алгоритмів з теми “Відсотки” для розвязання задач бізнесового та фінансового змісту; знати, що в відсотках обчислюються кількісні та якісні показники роботи, економія матеріалів...
57576. Біогаз із сміттєзвалищ 343 KB
  Окиснення (аеробний процес) спостерігається тільки у верхніх шарах сміттєзвалища. У нижні шари комунальних відходів кисень не потрапляє. Від моменту перекривання доступу кисню, кисневі процеси відбуваються доволі швидко (кілька, або кільканадцять днів).
57577. Презентація проекту «Роде мій, красний» 41.5 KB
  Повторити значення слів рід родина рідня; дати поняття про щасливу сімю; навчити учнів складати родовідне дерево; виховувати повагу до членів сімї історії традицій своєї сімї.
57578. Свята та розваги в дошкільному навчальному закладі 67 KB
  Методика ознайомлення дітей з довкіллям у дошкільному навчальному закладу. Мовленнєвий розвиток дітей від народження до 7 років. Отже розглядаючи нормативноправові документи з дошкільної освіти можна стверджувати...