В качестве отчета по лабораторной работе следует подать 4

Міністерство освіти та науки, молоді та спорту України
Національний технічний університет України «КПІ»
Факультет прикладної математики
Кафедра Системного програмування та спеціалізованих комп’ютерних
систем
Методичні вказівки для виконання комплексу
лабораторних робіт 1-4
Київ 2012
2
КОМПЛЕКС ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ № 1-4
Тема: «Планирование заданий в многопроцессорных системах»
Цель
работы:
изучение
принципов
распределения
ресурсов
в
многопроцессорных системах.
Методические указания
В компьютерной системе 5 процессоров. Все процессоры разные по
производительности и набору команд. В систему каждую миллисекунду (мс)
поступают с определенной вероятностью задачи.
Каждая задача задается следующим образом: Z(перечень процессоров,
сложность
(количество
операций)).
Перечень
процессоров
–
номера
процессоров, на которых может быть реализована данная задача. Сложность
задач выбирается случайно, исходя из того, что задача должна выполняться на
самом «слабом» процессоре не менее
10 мс и не более 200 мс. Задачи
устанавливаются в очередь. Все задачи имеют одинаковый приоритет.
Каждый процессор задается при помощи параметра «мощность» или
«скорость обработки» - n операций в миллисекунду. Не смотря на то, что
процессоры отличаются друг от друга, будем считать, что единица измерения
одинакова и адекватна нашему заданию.
Распределение ресурсов в системе может быть произведено по трем
схемам:
1)
FIFO (First In First Out) – самый простой алгоритм распределения
задач. Его недостаток – низкая производительность из-за того, к
примеру, что две (или более) последовательно идущие задачи,
которые могут быть реализованы только на одном процессоре,
могут заставить простаивать все остальные процессоры.
2)
С отдельным процессором-планировщиком. В этом случае
распределением
ресурсов
в
системе
занимается
отдельный
процессор, который не принимает участия в вычислениях. Так как
алгоритм планирования не очень сложен, то целесообразно для
3
этих
целей
выделить
самый
«слабый»
(самый
низкопроизводительный) процессор. Однако, в этом случае
система реально «теряет» один процессор с точки зрения
производительности и части задач, ориентированных на этот
процессор. Чтобы этого избежать, необходимо докупить и
добавить в систему дополнительный процессор-планировщик. Но
это негативно отразится на надежности системы, т.к. выход его из
строя приведет к отказу системы в целом.
3)
Наиболее целесообразным представляется возложение функций
планирования
на
самый
«мощный»
(самый
высоко-
производительный) процессор, периодически прерывающий
вычисления для управления очередью. В этом случае считать,
что время для управления очередью составляет 4 мс.
В качестве отчета по лабораторной работе следует подать 4 набора
показателей работы системы:
а) по п. 1);
б) по п. 2);
в) по п. 3), учитывая, что время работы процессора над задачами – 20 мс, а
время планирования – 4 мс.
г) по п. 3), но время работы над задачами определить самостоятельно,
исходя из оптимальной производительности системы.
Показатели работы системы:
- количество реализованных задач (выполненных операций) за 10с;
- количество операций, выполненных системой за 10с.
Примечание: необходимо брать среднее арифметическое количества реализованных задач (операций)
для пяти испытаний по каждому из вариантов а), б), в), г).
- КПД системы;
- КПД’ системы.
КПД - соотношение числа выполненных системой за 10с операций к
максимально возможному количеству операций (сумме производительности всех
процессоров за 10с).
4
КПД’ - соотношение числа выполненных системой за 10с операций к сумме
реальной вычислительной производительности процессоров за 10с. Здесь
необходимо учитывать то, что в пункте б) не все процессоры выполняют
вычислительную работу, а пунктах в) и г) самый мощный процессор работает не
все время.
Очевидно, что для пункта а) КПД=КПД’.
Программный
интерфейс
должен
предоставлять
возможность
преподавателю задавать:
а) производительности всех пяти процессоров;
б) вероятности возникновения задачи в текущую миллисекунду;
в) границы сложности задач.