ОЦЕНКА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ МЕТОДОМ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Для координации использования одиночных или фиксированных множеств ресурсов несколькими вычислительными процессами используются семафоры. Проблема производительности семафоров заключается в том, что при взаимодействии процессов возникают требования доступа к общим ресурсам, которые приводят к столкновению транзакций, поскольку они вступают в конфликт друг с другом. Конфликты приводят к потерям производительности операционной системы. Наиболее хаpaктерно это проявляется в параллельных и мультипрограммных системах, когда взаимодействующие процессы реализуются в независимых процессорах, которые могут потребовать одновременно общий ресурс. Если ресурс требуется слишком большому числу процессов, то они ставятся в очередь. При этом, запросы удовлетворяются по принципу: «первым пришел - первым обслужен» (FIFO) [1].
Модель для оценки временных потерь. Пусть вычислительная система содержит один общий ресурс, доступный множеству процессов, выполняемых в n процессорных узлах и защищаемый семафором S.
Аналитическая модель n-процессорной системы с одиночным общим ресурсом для оценки потерь производительности из-за конфликтов за доступ к семафору, при использовании концепции планирования типа FIFO, изображена на рисунке а. Модель представлена в виде разомкнутой стохастической сети массового обслуживания (СМО), состоящей из n (S1,...,Sn) СМО, моделирующих процессорные узлы, и однокaнaльной СМО (Sn+1), которая моделирует семафор. На вход n-процессорной системы поступает поток запросов на выполнение процессов с интенсивностью λ0 = 1/T, где T - средняя длительность интервала между поступающими на вход запросами.
Поток запросов распределяется предварительным планировщиком по процессорным узлам с вероятностями р01,...,роn, представленным в виде графа вероятностей передач стохастической сети, изображенной на рисунке б. Предположим для упрощения, что потоки запросов на выполнение процессов на входе многопроцессорной системы распределяются равновероятно по процессорным узлам, т.е. р01 = ... = роn = 1/n (рисунок б). Заявки, получившие обслуживание в семафоре, с равной вероятностью возвращаются на продолжение обслуживания в процессорные узлы, следовательно, pn+1,1 =...= pn+1,n = 1/n.
a б
Схема аналитической модели n-процессорной системы (а) и её граф передач (б)
Время ожидания заявки в сети оценивается выражением [2]:
Tw = α1tw1 + α2tw2 + ... + αntwn + αn+1 twn+1, (1)
где αi = λi / λ0 - коэффициент передачи сети (i = 1, ..., n + 1); twi - время ожидания в i-й СМО.
Интенсивности потоков заявок определятся системой уравнений:
где pji - вероятность передачи из СМО Sj в СМО Si; i, j = 0, 1, ..., n + 1.
В работе показано, что планирование на основе приоритетов дает выигрыш по времени ожидания в очереди к семафору почти в 2 раза, чем при использовании стратегии на основе FIFO. Полученные модели позволяют произвести количественные оценки времени ожидания процессов, обращающихся к общему ресурсу через посредство семафора. Модели могут быть использованы при проектировании параллельных операционных систем, где критичным является время выполнения процессов.
Список литературы
- Таненбаум Э. Современные операционные системы. - СПб.: Питер, 2004. - 1040 с.
- Основы теории вычислительных систем / под ред. С.А. Майорова. - М.: Высшая школа, 1978. - 408 с.
Статья в формате PDF
313 KB...
21 09 2026 5:56:44
Статья в формате PDF 315 KB...
19 09 2026 20:43:11
Статья в формате PDF
115 KB...
18 09 2026 6:17:25
Исследовано водно- и спирто-щелочное расщепление 1,4-бис (диметилэтил-, диэтилметил и диметилфенацил)-2,3-дибромбут-2-ениленаммоний дигалоген-идов. Показано, что в отличие от их триметильного аналога, во всех случаях расщепление протекает в довольно жестких условиях (высокие температуры, избыток щелочи), с образованием сложной смеси продуктов.
...
17 09 2026 6:24:55
Статья в формате PDF
103 KB...
16 09 2026 5:23:24
Статья в формате PDF
542 KB...
15 09 2026 4:13:38
Статья в формате PDF
111 KB...
14 09 2026 1:55:34
Статья в формате PDF
124 KB...
13 09 2026 16:23:57
Статья в формате PDF
244 KB...
12 09 2026 8:37:25
Статья в формате PDF
115 KB...
11 09 2026 6:53:53
Статья в формате PDF
106 KB...
10 09 2026 19:17:44
Статья в формате PDF
220 KB...
08 09 2026 10:22:24
Статья в формате PDF
230 KB...
07 09 2026 12:39:22
В работе показано как, используя концептуальный язык «Бинарная Модель Знаний», можно представлять метаданные для публикаций по биологии медицине в Семантическом Вебе. Представление метаданных дается в форме соответствующих онтологий.
...
06 09 2026 20:16:32
Статья в формате PDF
107 KB...
05 09 2026 19:38:56
Статья в формате PDF
116 KB...
04 09 2026 15:31:46
Статья в формате PDF
96 KB...
03 09 2026 12:15:12
Статья в формате PDF
103 KB...
01 09 2026 7:22:53
Статья в формате PDF
114 KB...
31 08 2026 1:35:36
Статья в формате PDF
305 KB...
30 08 2026 8:31:51
Статья в формате PDF
114 KB...
29 08 2026 19:53:10
Статья в формате PDF
125 KB...
28 08 2026 19:48:29
В статье рассматриваются основные начальные этапы научного изучения природных условий и фауны млекопитающих Кавказа. Рассмотрен вклад выдающихся научных деятелей России в становление и развитие отечественной териологии на Кавказе, приводятся интересные сведения об отдельных биографических моментах ученых, связанных с освоением изучаемой территории.
...
27 08 2026 8:27:15
Статья в формате PDF
126 KB...
26 08 2026 15:54:50
Статья в формате PDF
253 KB...
25 08 2026 11:59:50
Статья в формате PDF
476 KB...
20 08 2026 5:44:11
Статья в формате PDF
560 KB...
18 08 2026 10:43:51
В миниобзоре приведены сведения об основных результатах исследования эритроцитарных белков. Обсуждается строение и функции комплексов белка 4.1.R и белка 3 полосы, результаты исследованиябелков – трaнcпортеров, включая роль аквапорина 1 в трaнcпорте двуокиси углерода. Обсуждается представления о механизме Gárdos эффекта в эритроцитах. Приведены сведения об интеpaктоме белков цитозоля эритроцитов. Обсуждаются вопросы развития окислительного стресса в эритроцитах включая, роль белка пероксиредоксина 2. Показано участие гемоглобина в механизмах старения эритроцитов.
...
16 08 2026 4:23:42
Статья в формате PDF
121 KB...
15 08 2026 15:23:45
Статья в формате PDF
119 KB...
14 08 2026 9:23:46
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
