Многопроцессорные вычислительные системы

Системы обработки данных

Производительность.

Характеристики надежности.Надежность – свойство системы выполнять возложенные на нее функции в заданных условиях функционирования с заданными показателями качества: достоверностью результатов, пропускной способностью, временем ответа и др. Работоспособность системы или отдельных ее частей нарушается из-за отказов аппаратуры – выхода из строя элементов или соединений.

Важнейшая характеристика надежности – интенсивность отказов, определяющая среднее число отказов за единицу времени, как правило, за один час. Интенсивность отказов зависит от числа элементов и соединений, составляющих систему. Если любой отказ носит катастрофический характер, т. е. приводит к нарушению работоспособности системы, то интенсивность отказов в системе , где   – интенсивность отказов i-го элемента или соединения и n – число элементов и соединений в системе. Так, если   ч, то в среднем за 100 ч происходитодин отказ. Средний промежуток времени между двумя смежными отказами называется средней наработкой на отказ и равен . Так, если   ч, то наработка на отказ составляет 100 ч. Промежуток времени между отказами – случайные величины со средним значением Т₀, которые, как правило, распределены по экспоненциальному закону. При этом вероятность того, что за время t превзойдет отказ,   Так, если T₀ = 100 ч„ то вероятность того, что в течение 100 ч работы системы произойдет отказ,   и с вероятностью 37 % отказ произойдет за время большее 100 ч.

Работоспособность системы, нарушенная в результате отказа, восстанавливается путем ремонта системы. Ремонт состоит в выявлении причины нарушений работоспособности – диагностике системы и в восстановлении работоспособности путем замены неисправного элемента. Промежуток времени затрачиваемой на восстановление работоспособности системы, называется временем восстановления. Его длительность зависит от сложности системы, степени совершенства средств диагностики и уровня ремонтопригодности системы. Время восстановления – случайная величина, характеризуемая средним значением Т_n – средним временем восстановления.

С учетом средней наработки на отказ Т₀ и среднего времени восстановления T_в надежность системы характеризуется коэффициентом готовности

  (1.8)

определяющим долю времена, в течение которого система работоспособна.

Значение   представляет собой долю времени, в течение которого система неработоспособна, ремонтируется. Так, если , то 95% времени система работоспособна и 5% времени затрачивается на ее ремонт. Кроме того, коэффициент готовности определяет вероятность того, что в произвольный момент времени система работоспособна, а значение   – вероятность того, что в этот момент времени система находится в состоянии восстановления.

Надежность системы может быть повышена за счет резервирования ее элементов – дублирования, троирования и т. д. Однако резервирование приводит к существенному увеличению стоимости системы.

Стоимость. Стоимость СОД – это суммарная стоимость технических средств и программного обеспечения. Стоимость технических средств определяется их составом и техническими характеристиками, Устройства с более высокими техническими характеристиками – быстродействием, емкостью, надежностью – имеют более высокую стоимость. Стоимость программного обеспечения определяется восновном затратами на разработку программ и тиражируемостью программ – числом систем, в которых используются программы. Затраты на разработку программ наиболее существенно зависят от сложности программ.

Стоимость СОД влияет на стоимость решения задачи, которая определяется стоимостью ресурсов используемых задачей:

где c_i – стоимостной коэффициент, определяющий стоимость использования единицы ресурса i (миллиона процессорных операций, килобайта памяти и др.), и   – объем ресурса, используемый задачей.

Все задания (процессы), находящиеся в системе с мультипрограммированием, конкурируют из-за процессорного времени. Кроме процессов пользователя, имеются и системные процессы, для выполнения которых нужно процессорное время. Планирование по наивысшему приоритету Метод круговорота (карусель)

Информатика, черчение, математика