КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ І ЗАВДАННЯ

  • 1. Які блоки реалізовані в середовищі ExtendSim для управління потоком заявок? Перерахуйте основні режими роботи блоків.
  • 2. Дослідити роботу магістрального маршрутизатора. На вхід маршрутизатора надходить три потоку пакетів з інтенсивностями відповідно 0,3; 0,4; 0,8. Паралельно маршрутизатор може обробляти 3 пакети. Інтенсивність обробки - 0,7. Допустимий розмір черги пакетів - 30. При перевищенні розміру черги відбувається втрата пакета. Всі потоки, що протікають в системі, - пуассоновским. Змоделювати роботу маршрутизатора протягом тисячі тактів часу. Побудувати графіки зміни довжини черги і часу перебування пакета в системі в процесі моделювання. Оцінити характеристики черги пакетів і завантаження маршрутизатора, розрахувати кількість обслужених і втрачених пакетів. Зробити висновки про ефективність системи, запропонувати варіанти оптимізації.
  • 3. У завдання п. 2 додати умова: вхідні потоки пакетів мають різний пріоритет з рівнями відповідно 1, 2, 3. У разі приходу пакету з більш високим пріоритетом відбувається переривання обслуговування пакета з більш низьким пріоритетом і перерваний пакет знову постає в чергу на обслуговування . Порівняйте характеристики ефективності роботи маршрутизатора в разі використання абсолютного пріоритету і без пріоритету. Зробіть висновки.
  • 4. У трьохканальну обчислювальну систему надходить два потоку завдань з інтенсивностями відповідно 0,3 і 0,4. Заявки обробляються з інтенсивністю 0,12. Потоки надходження і обслуговування завдань - пуассоновским. На обробку завдання виділяється квант часу рівний 9. Якщо за цей час завдання не обробляється, то завдання виводиться з системи і знову постає в чергу на обробку. Змоделювати роботу системи протягом 100 одиниць часу. Оцінити ефективність системи.
  • 5. На вхід обчислювальної системи надходять три типи завдань А, В і С. Завдання типу А надходять по нормальному закону із середнім рівним 8 з і С КО рівним 1 с; завдання типу В - за законом Ерланга 2-норядка із середнім рівним
  • 6 с; завдання типу С - з постійним інтервалом рівним 9 с. Далі завдання попередньо записуються, процес запису займає 0,5 с. Потім завдання надходять на обробку, причому кожен тип завдання на виділений комп'ютер - це обробка першого рівня (інтенсивність обробки 2 с, закон експонентний). Після первинної обробки завдання розподіляються випадковим чином з вірогідністю 0,3 і 0,7 на комп'ютери, що забезпечують обробку другого рівня (інтенсивність обробки 3 с, закон експонентний). Кожен комп'ютер одночасно може обробляти тільки одне завдання. Змоделювати обробку 2000 завдань. Оцінити характеристики черги завдань кожного типу на першому етапі обробки, за1рузку комп'ютерів системи. Оцінити ефективність системи.
  • 6. Змініть умову задачі п. 5: завдання на першому рівні обробки надходять до комп'ютера, який може одночасно обробляти 3 завдання (інтенсивність обробки 1 с, закон розподілу експонентний). Досліджуйте два варіанти реалізації системи: 1) з балансуванням черг завдань А, В і С перед первинною обробкою; 2) без балансування. Зробіть висновки.
  • 7. Обчислювальна система складається з трьох процесорів і загальної оперативної пам'яті. Завдання надходять на обробку по рівномірному закону в інтервалі 5-7 с. Після трансляції на першому процесорі (4-2 с, закон розподілу рівномірний) 40% завдань йдуть на другий процесор на редагування (2-3 с, закон розподілу рівномірний), а 60% відразу на рішення на третій процесор. Відредаговані завдання надходять на третій процесор на рішення, що вимагає 1-2 с, закон розподілу рівномірний. Змоделювати роботу обчислювальної системи протягом 100 годин. Оцінити характеристики завантаження процесора, характеристики черги завдань на кожному етапі обробки. Визначити «вузькі» місця в системі, запропонувати і досліджувати варіанти її оптимізації.
  • 8. У розподілений банк даних надходять запити з інтенсивністю 4 с (закон розподілу експонентний) з рівнями пріоритету від 1 до 5 (завдання з різним пріоритетом приходять равновероятно). Далі запити проходять первинну обробку, яка займає 0,8 - 1,2 с по рівномірному закону розподілу відповідно до рівнів пріоритету. Далі запити надходять на вторинну обробку, яка триває 1-2 с по рівномірному закону розподілу і відбувається в порядку черги. Одночасно на всіх етапах обробки може обслуговуватися тільки один запит. Смоделируйте обробку 1000 запитів. Досліджуйте систему, оцініть її ефективність.
  • 9. Досліджується робота локальної обчислювальної мережі з відмовами. На рис. 52-53 наведені схеми мережі маршрутизаторів. Всі маршрутизатори, що входять в мережу, ідентичні і являють собою одноканальний систему масового обслуговування на вхід якої надходить Пуассонівський ноток транзактов з інтенсивністю 0,1. Потік обслуговування також Пуассонівський з інтенсивністю 0,9; допустима довжина черги - 20. Вибір маршрутизатора транзактом в місцях розгалуження - рівно можливих. Змоделювати роботу мережі протягом 1000 тактів часу. Оцінити завантаження маршрутизаторів, характеристики черзі транзактов, побудувати 1рафікі завантаженості маршрутизаторів в процесі моделювання, розрахувати відсоток втрат транзактов на кожному маршрутизаторі. Оцінити ефективність роботи локальної мережі. При побудові моделі використовувати ієрархічні блоки.
Схема мережі маршрутизаторів (варіант 1)

Мал. 52. Схема мережі маршрутизаторів (варіант 1)

Схема мережі маршрутизаторів (варіант 2)

Мал. 53. Схема мережі маршрутизаторів (варіант 2)

  • 10. У завдання п. 9 додати умова: один з маршрутизаторів (М2) в процесі роботи може вийти з ладу. Потік поломок - Пуассонівський з інтенсивністю 0,01, час відновлення розподілено по експонентному закону з інтенсивністю - 0,1. Якщо поломка сталася під час передачі транзак- га, то транзакт очікує відновлення маршрутизатора. Порівняйте два варіант роботи мережі. Які характеристики змінилися і як?
  • 11. Магістраль передачі даних складається з двох каналів (основного і резервного) і загального накопичувача. Повідомлення надходять від двох джерел з інтенсивностями 0,1 і 0,5 (закон розподілу експонентний). Пріоритет повідомлень від першого джерела вище, ніж від другого. При нормальній роботі повідомлення передаються по основному каналу за 4-5 одиниць часу (закон розподілу рівномірний). В основному каналі відбуваються збої через 200-300 одиниць часу (закон розподілу рівномірний). Якщо збій відбувається під час передачі, то повідомлення передається з резервного каналу з самого початку. Відновлення основного каналу займає в середньому 20 одиниць часу, СКО дорівнює 2 (закон розподілу нормальний). Повідомлення передається з резервного каналу тільки в разі збою. Одночасно по основному і резервному каналам може бути передано тільки одне повідомлення. Змоделювати роботу магістралі передачі даних протягом 10000 одиниць часу. Оцінити завантаження каналів, кількість повідомлень, переданих по основному і резервному каналам, характеристики черги повідомлень. Зробити висновки про ефективність системи, сформулювати і обґрунтувати рекомендації щодо оптимізації системи.
  • 12. Моделюється робота планувальника завдань в хмарної системі, що має три типи обчислювачів: традиційні CPU, багатоядерні GPU і спеціалізовані FPGA. На вхід планувальника з нескінченною чергою надходить чотири потоки завдань. Інтенсивності потоків задані в табл. 2. Час обробки залежить від типу потоку і типу обслуговуючого приладу (див. Табл. 2). Всі потоки, що протікають в системі, - пуассоновским. Завдання зберігаються в загальній черзі планувальника і потрапляють на перший звільнився прилад обслуговування. Змоделювати роботу системи протягом 1000 одиниць часу. Оцінити характеристики завантаження обчислювачів і черги завдань. Зробити висновки.

Таблиця 2. Вихідні дані

11омср потоку

інтенсивність надходження

інтенсивність обслуговування

CPU

GPU

FPGA

1

0,8

0,7

1,4

1,6

2

0,7

0,5

1,2

1,2

3

0,6

0,4

0,8

0,7

4

0,3

0,3

0,4

0,5

  • 13. Ввести модифікації в постановку задачі п. 12:
    • - потоки завдань мають різний пріоритет: 1-4 відповідно до номером потоку;
    • - черга завдань обмежена: в черзі планувальника не більше 30 завдань; в разі перевищення черги завдання втрачається;

традиційні і багатоядерні обчислювачі обслуговують завдання першого, другого і третього потоків; четвертий потік завдань обробляється спеціалізованими обчислювачами.

Досліджуйте різні варіанти роботи системи. Порівняйте ефективність варіантів роботи планувальника за критерієм максимізації кількості обслугованих заявок за час моделювання.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >