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
118 KB...
01 11 2026 23:29:35
Статья в формате PDF
116 KB...
31 10 2026 23:50:43
Статья в формате PDF
98 KB...
29 10 2026 19:51:23
Статья в формате PDF
321 KB...
28 10 2026 7:49:11
Статья в формате PDF
104 KB...
27 10 2026 8:18:39
Статья в формате PDF
277 KB...
26 10 2026 1:56:27
Статья в формате PDF
112 KB...
25 10 2026 3:28:41
Статья в формате PDF
276 KB...
24 10 2026 1:59:46
Статья в формате PDF
112 KB...
23 10 2026 19:21:30
Статья в формате PDF
506 KB...
22 10 2026 7:54:51
Уголовный кодекс РФ предусматривает ответственность за незаконное получение кредита (ст. 176). Несмотря на достаточно длительный срок существования данной нормы и устойчивую пpaктику привлечения к уголовной ответственности за данное деяние в науке остается много дискуссионных вопросов, касающихся конструкции состава преступления, предусмотренного ст. 176 УК РФ, а также субъекта данного преступления. В результате проведенного исследования предлагается новая редакция ч. 1 ст. 176 УК РФ.
...
21 10 2026 15:21:30
Статья в формате PDF
108 KB...
20 10 2026 7:30:16
На основе анализа s-d обменного взаимодействия в структурах типа NiAs с частично вакантными катионными позициями, моделировались различного рода зависимости результирующей намагниченности от температуры нестехиометрических ферримагнетиков. На основе исследований пирротина методами ЯГР и РФА доказано, что двухподрешеточный ферримагнетик, содержащий в структуре катионные вакансии, должен рассматриваться, при определенном типе распределения вакансий, как ферримагнетик с четырьмя магнитными подрешетками. В данном случае, дополнительные магнитные подрешетки можно рассматривать как подрешетки, индуцированные хаpaктером распределения катионных вакансий в структуре. Квантово-механические расчеты в рамках модели молекулярного поля температурных изменений намагниченности отдельно для каждой из подрешеток, а также анализ результирующей термокривой намагниченности, объясняют ряд экспериментально полученных кривых зависимости намагниченности от температуры нестехиометрического пирротина с различной плотностью вакансий в структуре.
...
19 10 2026 15:30:33
Статья в формате PDF
104 KB...
18 10 2026 22:51:41
Статья в формате PDF
109 KB...
16 10 2026 5:54:52
Статья в формате PDF
106 KB...
15 10 2026 3:55:48
Статья в формате PDF
113 KB...
14 10 2026 9:18:33
Статья в формате PDF
312 KB...
13 10 2026 15:30:10
Статья в формате PDF
112 KB...
11 10 2026 1:41:44
Статья в формате PDF
128 KB...
09 10 2026 8:41:16
Статья в формате PDF
254 KB...
08 10 2026 19:16:32
Статья в формате PDF
94 KB...
07 10 2026 20:53:37
Статья в формате PDF
103 KB...
06 10 2026 6:47:49
Статья в формате PDF
150 KB...
05 10 2026 18:46:14
Озонированный (5х10 -7 г/мл) раствор Кребса не влиял на базальный тонус продольных полосок (n=21) трахеи 5 коров, а также на их тонус, вызванный ацетилхолином (10 -6 г/мл), но в 43% опытов достоверно уменьшал релаксирующий эффект адреналина (10 -7 г/мл), т.е. проявлял β-адреноблокирующий эффект. Это свойство озона необходимо учитывать при нормировании условий труда в производствах с повышенным образованием озона и при озонотерапии.
...
03 10 2026 6:42:32
Работа посвящена физическому моделированию торцевого выпуска руды при системах с обрушением руды и вмещающих пород. Актуальность темы определяется необходимостью повышения эффективности отработки рудных месторождений полезных ископаемых с применением систем с обрушением. Рассматриваемые системы хаpaктеризуются высокими показателями потерь и разубоживания руды. Моделирование выпуска руды позволят решать вопрос оптимизации параметров системы разработки и совершенствования технологических процессов очистной выемки.
...
30 09 2026 20:35:42
Статья в формате PDF
128 KB...
29 09 2026 14:35:20
Статья в формате PDF
661 KB...
28 09 2026 2:26:58
Статья в формате PDF
168 KB...
27 09 2026 21:28:53
В работе показано, что фундаментальные принципы классической механики и теории поля - принцип наименьшего действия и калибровочная инвариантность полей и электромагнитного поля - есть прямое следствие существования уже в рамках классической физики функции состояния.
...
26 09 2026 10:18:47
Статья в формате PDF 127 KB...
25 09 2026 8:29:48
Статья в формате PDF
119 KB...
24 09 2026 16:40:18
Статья в формате PDF
255 KB...
23 09 2026 2:33:18
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 ::
