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

12255. ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОДИНАРНЫМ МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА (мостом Уитстона) 185 KB
  Лабораторная работа №307 ИЗМЕРЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ ОДИНАРНЫМ МОСТОМ ПОСТОЯННОГО ТОКА мостом Уитстона1 Приборы и принадлежности: реохорд магазин сопротивлений источник постоянного тока гальванометр два резистора с неизвестным сопротивлением...
12256. Расчет АФНЧ Чебышева. Рассчет ЦФНЧ Баттерворта 278.76 KB
  Чтобы преобразовать сигнал с выхода ЦАП в аналоговый, его необходимо пропустить через ФНЧ с высокой крутизной среза. При использовании аналоговых усилителей с ограниченной полосой пропускания и определенной нелинейностью передаточной характеристики, высокочастотные составляющие
12257. ОСНОВНІ ЗАСАДИ РОЗВИТКУ ІНФОРМАЦІЙНОГО СУСПІЛЬСТВА 29.79 KB
  Інформаційне право – це комплексна галузь права, що являє собою виокремлену групу правових норм, якими регулюються суспільні відносини, що виникають з приводу встановлення режимів та параметрів суспільного обігу інформації, правового статусу, поведінки та зв’язків суб’єктів інформаційних процесів.
12258. ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ И КПД ИСТОЧНИКА ТОКА ОТ НАГРУЗКИ 254 KB
  Лабораторная работа №312 ЗАВИСИМОСТЬ МОЩНОСТИ И КПД ИСТОЧНИКА ТОКА ОТ НАГРУЗКИ Приборы и принадлежности: лабораторная панель два аккумулятора миллиамперметр вольтметр переменные резисторы. Введение. Наиболее широко распространенными источниками постоянн...
12259. БИОСФЕРА МЕН БИОТА ЭВОЛЮЦИЯЛАРЫНЫҢ МЕХАНИЗМДЕРІ, ФАКТОРЛАРЫ МЕН ТРИГГЕРЛЕРІ 140.5 KB
  БИОСФЕРА МЕН БИОТА ЭВОЛЮЦИЯЛАРЫНЫҢ МЕХАНИЗМДЕРІ ФАКТОРЛАРЫ МЕН ТРИГГЕРЛЕРІ 1 Биологиялық эволюцияның механизмдері Биологиялық эволюцияның қазіргі заманғы теориясы төмендегілерді бөліп көрсетеді: эволюция басталатын элементарлық құрылымды – яғни жеке особ...
12260. Галактикалар мен жұлдызды жүйелердің эволюциясы 577.5 KB
  Галактикалар мен жұлдызды жүйелердің эволюциясы Галактикалардың құрылымы мен пайда болуы туралы зерттейтін космологиямен ғылымымен қатар космогония грекше: €œгонейа€ – туылу деген мағынаны білдіреді – космостық денелер мен олардың жүйелерінің шығу тегі мен да...
12261. Ғалам эволюциясы идеясының қалыптасуы 44.5 KB
  Ғалам эволюциясы идеясының қалыптасуы Қазіргі таңда бүкіл ғалам эволюциясының идеясы жаратылыстанушы ғалымдардың арасында қарсылық тудырмай қабылдануда. Бірақ бұл жағдай бірден пайда бола салған жоқ. Кезкелген ұлы ғылыми идея секілді ол да ғылымда басты оры
12262. Ғалам эволюциясының моделі 51.5 KB
  Ғалам эволюциясының моделі 1922 жылы А.А.Фридман Эйнштейннің салыстырмалық теориясына сәйкес Әлемнің эволюциялық сипатын ашты. Бұдан кейін В.М.Слайфер галактикалардың көпшілігі өзінің өлшеген 41 ден 36 2000 км/с жылдамдықпен алыстап бара жатқандығын және тек бірнеше гал
12263. Жер планетасының эволюциясы 788.5 KB
  Жер планетасының эволюциясы Жерді Күн жүйесінің планетасы және аспан денесі ретінде қарастырсақ ол диск тәрізді айналып тұрған газды шаңды бұлттан 47 млрд жыл бұрын пайда болған. Қазіргі кезде осы бұлттың температурасына деген көзқарас бойынша зерттеушілердің бі