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
172 KB...
02 07 2026 7:57:24
Статья в формате PDF
98 KB...
01 07 2026 7:34:24
Статья в формате PDF
120 KB...
30 06 2026 3:12:46
В листьях древесных пород и травянистой растительности определены корреляционные зависимости между Mn, Cr, Ni, Cu, Ti, Pb, Zn, Co в условиях геохимического фона и на колчеданных месторождениях.
...
29 06 2026 0:47:56
Статья в формате PDF
319 KB...
28 06 2026 7:32:55
Статья в формате PDF
108 KB...
27 06 2026 1:50:47
Статья в формате PDF
121 KB...
26 06 2026 21:20:57
Статья в формате PDF
323 KB...
24 06 2026 9:19:58
Статья в формате PDF
125 KB...
23 06 2026 23:25:24
Статья в формате PDF
107 KB...
22 06 2026 22:25:16
В данной статье говориться о морфологических изменениях в стенках крупных артерии мышечного типа и слизистой оболочки желудка крыс в ходе эксперимента, вызванные двигательной активностю и ее ограничением. Основные изменения наблюдались в стенках слизистой оболочки желудка и ее артериях.
...
20 06 2026 13:13:45
Авторами проведено комплексное исследование сосудистых и нервных структур всего органокомплекса брюшной полости, что позволило подтвердить общие морфологические закономерности, свойственные млекопитающим отряда хищных, выявить хаpaктерные видовые и внутривидовые особенности васкуляризации и иннервации у пушных зверей клеточного содержания. Полученные новые данные о морфологии сосудистых и нервных образований органов брюшной полости млекопитающих являются оригинальными и дают не только полное представление об изученных структурах, но позволяют морфофункционально интерпретировать адаптогенные процессы, протекающие в интегративно-координационных системах организма пушных зверей, находящихся под интенсивным антропогенным воздействием в процессе доместикации.
...
19 06 2026 4:38:48
Статья в формате PDF
146 KB...
18 06 2026 14:32:41
Статья в формате PDF
172 KB...
17 06 2026 10:32:14
Статья в формате PDF
113 KB...
16 06 2026 17:16:59
Статья в формате PDF 252 KB...
15 06 2026 12:12:29
Статья в формате PDF
133 KB...
14 06 2026 20:10:43
Статья в формате PDF
110 KB...
13 06 2026 2:56:16
Статья в формате PDF
94 KB...
12 06 2026 14:38:54
Статья в формате PDF
123 KB...
11 06 2026 1:50:22
Статья в формате PDF
135 KB...
10 06 2026 19:15:53
Статья в формате PDF
110 KB...
09 06 2026 11:47:27
Статья в формате PDF
307 KB...
08 06 2026 0:22:34
Статья в формате PDF
85 KB...
07 06 2026 0:50:56
Статья в формате PDF
392 KB...
06 06 2026 20:24:16
Статья в формате PDF
309 KB...
05 06 2026 4:38:45
Статья в формате PDF
245 KB...
04 06 2026 5:47:51
Статья в формате PDF
108 KB...
03 06 2026 18:14:23
С помощью геоинформационной системы были получены точные измеренные значения каждого годичного слоя на всем керне древесины сосны. Данные обработаны в математической среде и получена статистическая формула, которая состоит из 16 составляющих, что позволило дать ориентировочный долгосрочный прогноз.
...
02 06 2026 23:39:27
Статья в формате PDF
107 KB...
01 06 2026 20:51:38
Статья в формате PDF
106 KB...
31 05 2026 21:26:46
Статья в формате PDF
107 KB...
29 05 2026 10:44:15
В статье отмечается возрастающее значение научных исследований социальной инфраструктуры. Рассматриваются различные подходы к определению этого понятия, а также роль социальной инфраструктуры в формировании уровня жизни человека и развитии человеческого потенциала.
...
27 05 2026 7:40:29
Статья в формате PDF
117 KB...
25 05 2026 18:12:43
Информационное поле живой матери создается природой, природа адаптирует это поле, обучает окружающему мирозданию и формирует, передает, самоорганизующейся живой материи.
...
24 05 2026 18:23:17
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 ::
