Математическое моделирование диспетчеров задач в многопроцессорных вычислительных системах на основе стохастических сетей массового обслуживания

• Автор: Мартышкин, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ

В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ СЕТЕЙ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ

1.1 Методы планирования и диспетчеризации процессов в операционных системах

1.2 Общее назначение и функции механизмов диспетчеризации потоков задач и методы их математического моделирования

1.3 Анализ методов диспетчеризации задач современных операционных систем

1.4 Анализ существующих средств компьютерного моделирования систем массового обслуживания, представленных в аналитической форме

1.5 Анализ существующих методов моделирования систем массового обслуживания

1.6 Сети массового обслуживания

1.7 Стохастические сети массового обслуживания как метод для анализа и оценки вероятностно-временных характеристик диспетчеров задач в многопроцессорных вычислительных системах
1.8 Выводы по разделу
2 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИСПЕТЧЕРОВ ЗАДАЧ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ РАЗОМКНУТЫХ СЕТЕЙ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
С ПРИМЕНЕНИЕМ АНАЛИТИЧЕСКИХ И ЧИСЛЕННЫХ МЕТОДОВ
2.1 Математическое моделирование диспетчеров задач со стратегией разделения во времени
2.1.1 Многопроцессорная вычислительная система с единственным диспетчером задач, общей очередью требований на обслуживание
с ограничением числа мест, бесприоритетным методом диспетчеризации
2.1.2 Многопроцессорная вычислительная система с общим диспетчером задач и приоритетными дисциплинами обслуживания
2.2 Математическое моделирование диспетчеров задач со стратегией разделения в пространстве
2.2.1 Диспетчеры задач в многопроцессорных вычислительных системах, основанных на системах массового обслуживания типа М/М/1,
с однородным входящим потоком задач, бесприоритетным методом диспетчеризации и очередью с ограничением числа мест
2.2.2 Диспетчеры задач в многопроцессорных вычислительных системах, основанных на системах массового обслуживания типа М/G/l,
с неоднородным потоком задач на обслуживание
2.3 Совершенствование численного метода оценки производительности многопроцессорной вычислительной системы с общим диспетчером задач, приоритетным входящим потоком задач и приостановкой их в случае, когда заняты все процессорные узлы
2.4 Выводы по разделу
3 КОМПЛЕКС ПРОГРАММ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИСПЕТЧЕРОВ ЗАДАЧ В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ РАЗОМКНУТЫХ СЕТЕЙ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ
3.1 Программа для расчета вероятностно-временных характеристик стохастических сетей массового обслуживания
3.1.1 Разработка структуры данных
3.1.2 Разработка алгоритмов решения задачи
3.1.3 Описание программы
3.2 Программа для измерения временных параметров некоторых функций операционных систем
3.2.1 Постановка задачи
3.2.2 Архитектура программы
3.2.3 Разработка программы
3.3 Выводы по разделу

4 ПРОВЕДЕНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАЗРАБОТАННОГО КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ И ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
4.1 Расчет характеристик многопроцессорной вычислительной системы ^ с общим диспетчером задач и бесприоритетным методом обслуживания
4.2 Расчет характеристик многопроцессорной вычислительной системы с общим диспетчером задач с приоритетными
3 дисциплинами обслуживания
4.3 Расчет характеристик диспетчеров задач с разделением в пространстве с бесприоритетным методом обслуживания и очередью с ограничением числа мест
4.4 Расчет характеристик диспетчеров задач с разделением в пространстве с неоднородным входящим потоком задач
4.5 Численное моделирование диспетчеров задач со стратегией разделения

по пространству, неоднородным потоком и относительными приоритетами
4.6 Выводы по разделу 4 ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ТЕРМИНОВ ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ А. Акты внедрения результатов диссертации

1.6 Сети массового обслуживания
СеМО представляет собой совокупность конечного числа N обслуживающих узлов, в которой циркулируют задачи, переходящие в соответствии с матрицей вероятностей передач из одного узла в другой. Узел всегда является разомкнутой СМО. При этом отдельные СМО отображают функционально самостоятельные части реальной системы, связи между СМО - структуру системы, а требования, циркулирующие по СеМО, - составляющие материальных потоков (задачи в МПС и т.п.) [54, 68, 89, 90, 130, 134, 149].
Для наглядного представления СеМО используется граф (рисунок 1.17), вершины которого соответствуют отдельным СМО, а дуги отображают связи между узлами.

Рисунок 1.17 - Пример разомкнутой сети массового обслуживания Переход заявок между узлами происходит мгновенно в соответствии с переходными вероятностями /т., г,_/=1,IV, рч - вероятность того, что задача после обслуживания в узле г перейдет в узел Естественно, если узлы непосредственно не связаны между собой, то /т. = 0. Если из г-го узла переход
только в один какой-либо узел у, то р~ = 1. Внутри сети заявки перемещаются случайным образом и могут покинуть её из любой СМО с вероятностью р10.