Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ДОСЛІДЖЕННЯ ІМІТАЦІЙНИХ СТОХАСТИЧНИХ МЕРЕЖЕВИХ МОДЕЛЕЙ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
КН
Кафедра:
Кафедра автоматизованих систем управління
Інформація про роботу
Рік:
2013
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
Планування експериментів
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти, науки, молоді і спорту України
Національний університет «Львівська політехніка»
Кафедра автоматизованих систем управління
Звіт
до лабораторної роботи №4
з дисципліни «Планування експериментів»
на тему:
«ДОСЛІДЖЕННЯ ІМІТАЦІЙНИХ СТОХАСТИЧНИХ МЕРЕЖЕВИХ МОДЕЛЕЙ ОБЧИСЛЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ»
Мета - Ознайомлення з методом імітаційного моделювання систем та його застосуванням при досліджені стохастичних мережевих моделей обчислювальних систем.
Теоретична частина.
Імітаційне моделювання – це метод, який дозволяє досліджувати поведінку об’єктів будь-якої природи з будь-якою степенню детальності. Цей метод застосовується, як правило, в тих випадках, коли не існує задовільних аналітичних моделей системи, або методів їх розв’язку, або необхідно провести дослідження об’єкта в динаміці. Імітаційна модель відтворює поведінку реального об’єкта у часі шляхом зміни стану моделі у системному часі. Імітаційне моделювання дозволяє досліджувати об’єкти, в яких одночасно вункціонують декілька паралельних процесів, що притаманно сучасним обчислювальним системам. Ось чому імітаційне моделювання широко використовується для дослідження функціонування WEB-систем, систем передачі даних, мереж Internet та Intranet, інших систем обробки даних і управління.
В даній лабораторній роботі описується система імітаційного моделювання обчислювальних структур, моделі яких відповідають функціонуванню WEB-систем, серверів ужитків, баз даних, маршрутизаторів, робочих станцій тощо. В основі моделювання покладено представлення структури обчислювальної системи мережею систем масового обслуговування, загальний вид якої представлений на рис.1,
Рис. 1. Модель структури обчислювальної системи.
де: ОП – оперативна пам’ять,
ПР1 – ПРm – процесори,
К1 – Кl –канали вводу-виводу,
ПВ1 – ПВk – пристрої вводу-виводу.
Д1-Дn представляють собою джерела заявок, які ініціюють процеси (завдання) в обчислювальній системі з відповідними параметрами. В якості Дi можуть виступати користувачі, які ініціюють заявки до відповідної служби обчислювальної системи безпосередньо або через LAN чи WAN мережу. Виділяються два типи: джерела, які ініціюють незалежні заявки, і джерела, які ініціюють заявки тільки після завершеня процеса, пов’язаного із обслуговуванням попередньої заявки. Це дає можливість моделювати змішані системи, моделі яких не належать до топології чисто розімкнутого або чисто замкнутого типу.
ОП характеризується розміром та алгоритмом іі розподілу. Розглядаються алгоритми розподілу статичними, динамічними розділами та сторінковий розподіл.
Функціонування ПРi може здійснюватися як за алгоритмом квантування часу, або без квантування, т.т. закріплення процесора за процесом триває до виникнення переривання, пов’язаного з виконанням операцій вводу-виводу.
Моделювання ПВi і Кi полягає у затримці в часі, пов’язаної з пошуком і передачею інформації відповідно. Можливість такого розділення дій при виконанні операцій вводу-виводу обумовлено тим, що час пошуку інформації (або час доступу) на порядок більший за час безпосередньо передачі інформації.
В залежності від типів ПВi час пошуку може визначатися за різними законами розподілу і за різними параметрами. Час передачі інформації визначається за швидкодією Кi та розміром об’єму даних, які передаються за одну операцію вводу-виводу.
Кожний пристрій має свою чергу, де фіксуються запити до нього. Передбачені такі дисципліни обслуговування черг: в порядку поступлення (FIFO-first in first out), в зворотньому порядку (LIFO-last in first out), з відносними пріорітетами (RP-relative priority, коли забороняється переривання обслуговування процеса нижчого пріорітета), з абсолютними пріорітетами (AP-absolute priority, коли переривання дозволяється).
Порядок виконання роботи
Розімкнута система
Кількість систем мережі
Кількість каналів в мережі :
Кількість файлів Fi:
Відображення стану вводу-виводу ОП на систему мережі:
Ймовірності переходів марківскої моделі ОП :
Середній час обслуговування каналами систем мережі:
Інтервал зміни і крок приросту інтенсивності вхідного потоку
Замкнута система
Кількість систем мережі
Кількість каналів в мережі :
Кількість файлів Fi:
Відображення стану вводу-виводу ОП на систему мережі:
Ймовірності переходів марківскої моделі ОП
Середній час обслуговування каналами систем мережі:
Коефіцієнт мультипрограмування М:
4.1. На основі топології мережі і моделі обчислювального процеса визначаєм матрицю ймовірностей переходів Р мережі.
Для розімкнутої системи: Для замкнутої системи:
4.2. Визначаєм інтенсивності обслуговування ПВi:
, ( ), де k- кількість ПВi .
4.3. Приймаємо експоненційним закон розподілу часу обслуговування ПВi мережі з обчисленими інтенсивностями і дисципліну обслуговування FIFO, а для Ki приймаємо постійний з параметром , де , і дисципліну обслуговування FIFO.
4.4. Приймаємо експоненційним закон розподілу інтервалів часу між моментами поступлення заявок в мережу для розімкнутої моделі з інтенсивністю . Для замкнутих моделей замість експоненційного закону задаємо постійний з параметром 0.0. Режим обслуговування заявок для розімкнутої моделі приймаємо оперативний, а для замкнутої моделі – діалоговий.
4.5. На основі матриці ймовірностей переходів визначимо ймовірності вибору ПВi при виконанні операції вводу/виводу
, де - ймовірності переходів матриці P, k-кількість ПВi.
Для розімкнутої системи: Для замкнутої системи:
4.6. Визначаєм кількість етапів обчислень
.
4.7. Розподіл кількості операцій вводу/виводу приймаємо пуасонівським з середнім значенням, рівним . Закон розподілу кількісті даних, які передаються за одну операцію вводу/виводу, приймаєм експоненційним з параметром .
4.8. Закон розподілу, який задає об’єм оперативної пам’яті, потрібний для виконання завдання, приймаєм постійним з параметром 3.0, а алгоритм функціонування ОП прийняти динамічним з загальним розміром 256Мб.
4.9. Кількість одночасно поступаючих завдань приймаєм рівним одиниці.
4.10. Час моделюваня задаєм виходячи з того, що отримані оцінки вихідних параметрів повинні бути статистично значимі:
, де .
приймаєм , при .
4.11. Моделювання проведем при різних значеннях для розімкнутих моделей і коефіцієнті мультипрограмування M для замкнутих моделей згідно виданого завдання.
4.12. Визначимо абсолютні та відносні відхилення для середнього часу виконання завдань між результатами імітаційного моделювання і аналітичними розрахунками, отриманими з виконання попередніх лабораторних робіт, для різних значень і М.
Результат роботи програми для розімкнутої системи:
M=1
M=2
M=3
M=4
M=5
M=6
λ0
Uаналіт
Uіміт
∆U
δU
W аналіт
W іміт
∆ W
δW
0,03
9.32
6.641
2.679
28%
0.974
0.381
0.593
60%
0,06
10.68
8.525
2.155
20%
2.334
1.137
1.197
51%
0,09
12.73
10.015
2.715
21%
4.38
2.551
1.829
41%
0,12
16.25
16.929
0.679
4%
7.9
9.280
1.38
17%
0,15
23.87
21.762
2.108
8%
15.52
13.779
1.741
11%
Висновок: В ході виконання даної лабораторної роботи я ознайомився з методом імітаційного моделювання систем та його застосуванням при досліджені стохастичних мережевих моделей обчислювальних систем.
11.02.2013 12:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора