Структурные методы совершенствования подсистем накопителей на магнитных дисках ЭВМ

• Автор: Михов, Любомир Христов
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 222 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ .

Раздел I. АНАЖЗ СУЩЕСТВУЩЕГО ПОЛОЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ

ОРГАНИЗАЦИИ ПОДСИСТЕМ НМД

1.1. Идеология построения подсистем накопителей на магнитных дисках

1.2. Критерии оценки производительности подсистем НМД

1.3. Известные пути повышения производительности подсистем НМД.

1.3.1. Развитие накопителей на магнитных дисках

1.3.2. Методы оптимизации очередей НМД.

1.3.3. Методы оптимизации очереди информационного канала

1.3.4. Применение независимого канала для команд

1.3.5. Другие методы повышения производительности подсистем НМД. Ьо
1.4. Недостатки существующей организации подсистем НМД 9
1.4.1. Неполное использование возможностей аппаратуры подсистем. 4
1.4.2. Большие накладные затраты для управления подсистем НМД.
1.4.3. Неудовлетворительное значение показателя стоимостьиспользование .
1.4.4. Трудности внедрения новых НМД в вычислительные системы
1.5. Тенденции развития организации подсистем НМД 5
1.6. Постановка задачи
Раздел 2. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ В ПОДСИСТЕМЕ НМД
2.1. Подход к созданию модели
2.1.1. Основные процессы, имеющие место при выполнении операций вводавывода с НМД
2.1.2. Модель функционирования НМД в составе ЭВМ
2.1.3. Обобщенная модель подсистемы НМД.
2.2. Организация известных подсистем НМД .
2.2.1. Подсистемы с независимым каналом для команд
2.2.2. Подсистемы с дисциплиной очереди канала
7ч.
2.2.3. Подсистемы с дисциплиной очереди канала
2.3. Разработка новой архитектуры подсистемы НМД
2.3.1. Подсистемы с динамическим распределением управления между несколькими информационными каналами
2.3.2. Подсистемы из НМД с дисковым процессором Юо
2.3.3. Дальнейшее развитие предложенной архитектуры подсистем НМД с дисковым процессором
2.3.4. Практическая реализуемость подсистем НМД
с дисковым процессором.
2.4. Выводы по разделу
Раздел 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ ПОДСИСТЕМ НМД
3.1. Подход к исследованию производительности подсистем
3.1.1. Выбор критериев оценки подсистем НМД
3.1.2. Особенности известных аналитических моделей
подсистем НМД 1
3.2. Построение вероятностной модели подсистем НМД с различной организацией
3.2.1. Переход от сетей Петри к системам массового обслуживания с конечным источником .
3.2.2. Построение аналитической модели
3.2.2.1. Общая модель для средней длины очереди
3.2.2.2. Общая модель для максимальной скорости передачи .
3.2.2.3. Применение общих моделей к подсистемам НМД с различной организацией .
3.2.3. Точность построенной аналитической модели
3.3. Исследование производительности подсистем НМД
3.3.1. Подсистемы с дисциплинами УЯР и ЯЬТР
3.3.2. Подсистемы с независимым каналом для команд
3.3.3. Подсистемы НМД с дисковым процессором
3.3.4. Подсистемы НМД с динамическим распределением управления
3.4. Направление дальнейших исследований
3.5. Выводы по разделу.
Раздел 4. ОСОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ ДИСКОВЫХ ПРОЦЕССОРОВ
4.1. Идеология построения ДИСКОВЫХ процессоров .
4.2. Структурная схема дисковых процессоров
4.3. Особенности конкретного применения структурной схемы дисковых процессоров .
4.4. Перспективы дальнейших разработок дисковых процессоров .
4.5. Выводы по разделу .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ .
ЛИТЕРАТУРА


В случае подсистемы на рис. В этом плане, обобщенную структуру известных подсистем НМД можно представить как показано на рис. При сделанном предположении подсистема состоит из ТУЬ накопителей и одного информационного канала. В итоге, в структуре подсистем НМД имеются некоторые отличия для разных семейств ЭШ. Рйс. Обобщенная структурная схема подсистем НМД. Д/, при исследовании возможностей ее повышения их влияние можно не учитывать. Отдельные накопители характеризуются своими основными техническими показателями. Мета*. ОП? Р . Работа подсистем НМД в большой степени зависит от перечисленных показателей накопителей, но в еще большей степени определяется ее архитектурой. Наиболее общая схема подсистемы НМД на рис. НМД и канал. К подсистеме поступает стохастический поток запросов на операции ввода-вывода. Накопители выполняют операции позиционирования магнитных головок. Информационный канал участвует в остальной работе по обслуживанию запросов - в поиске и передаче информации. Эти очереди обычно поддерживаются программными средствами ОС. Существуют также вычислительные системы, в которых очередь информационного канала реализована аппаратно. В этом плане, производительность подсистем зависит от числа НМД и от способов организации обслуживания очередей НМД и информационного канала. Самое широкое применение для оценки производительности подсистем НМД имеют критерии реактивности. Основной из них -время ответа 7^ . Е[Т^] называемое "средним временем ответа". Иногда также применяется дисперсия ад • ад является временем, истекшим от момента появления запроса на ввод-вывод до окончания передачи данных в/из ОП, усредненным на исследуемый период времени. Иногда в качестве критерия реактивности используется "средняя длина очереди" Е[0. Л - средняя интенсивность входящего потока запросов подсистемы. В двух работах /, 5/ в качестве критерия производительности подсистем НМД используется индекс продуктивности -максимальная скорость передачи подсистемы. При этом, Етегх учитывает все простои информационного канала. Режим максимальной нагрузки соответствует такому высокому значению интенсивности нходящего потока . Л , когда в очереди каждого НМД имеется как минимум один запрос. Это означает, что сразу после окончания текущей операции ввода-вывода, НМД начинает работу по следующему запросу, т. НМД подсистемы не простаивает из-за отсутствия запросов к нему. Критерий очень удобен для сравнения подсистем НМД, но он не может непосредственно использоваться для оценки подсистем в ВС. Для этой цели применяется критерий среднего времени ожидания. Он, однако, не всегда удобен для сравнения разных подсистем. В этом плане критерии реактивности дополняются критерием продуктивности, что позволяет оценивать производительность подсистем НМД в разных аспектах. Технические показатели отдельных НМД и организация подсистем НМД являются основными факторами, определяющими производительность подсистем. В этом плане, улучшение технических показателей НМД - один из возможных путей повышения производительности подсистем. Совершенствование организации подсистем НМД, нацеленное на уменьшение среднего значения времени доступа к информации - второй возможный подход к повышению производительности. В основном он связан с различными дисциплинами обслуживания очередей НМД и информационного канала. Применение этих дисциплин оптимизирует порядок обслуживания соответствующей очереди, вследствие чего повышается пропускная способность данного ресурса подсистемы. В зависимости от того, к какой очереди относится дисциплина обслуживания^ существуют дисциплины для оптимизации очередей НМД, которые приводят к уменьшению среднего времени позиционирования, и дисциплины для оптимизации очереди информационного канала, уменьшающие среднего времени поиска. Технология производства НМД непрерывно совершенствуется, выпускаются все новые дисковые накопители с улучшенными техническими показателями. При этом, архитектура подсистем НМД должна соответствовать развитию технологии в области электронных устройств (ЦП, ОЗУ и т. НМД.