Расчетно-пояснительная записка (954093), страница 8

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 8)

8. Аналитическое моделирование сети.

Общая формализованная схема PCOD в виде сети массового обслуживания (СМО) приведена на рис. 8, а формализованная схема рассматриваемой PCOD в виде CMO приведена на рис. 9.

Рис. 8. Формализованная схема PCOD, содержащая ПЭВМ, канал и сервер.

Рис. 9. Формализованная схема рассматриваемой PCOD.

В схеме используются следующие обозначения

- обслуживающий аппарат, имитирующий дообработку на i-той рабочей станции сети запроса от этой станции к серверу после обработки запроса на сервере

- обслуживающий аппарат, имитирующий формирование запроса от i-той рабочей станции к серверу; ( );

- буфер, имитирующий очередь запросов к каналу;

— обслуживающий аппарат, имитирующий задержку при передаче данных через канал;

- буфер, имитирующий очередь запросов к процессорам;

- обслуживающие аппараты, имитирующие работу процессоров.

- буфер, имитирующий очередь запросов к i-му диску;

- обслуживающий аппарат, имитирующий работу i-го диска.

Р - вероятность обращения запроса к ЦП после обработки на диске. Обслуживание заявок во всех ОА подчиняется экспоненциальному закону.

Исходными данными аналитической модели являются:

Выходными характеристиками аналитической модели являются:

Введём следующие обозначения:

l_ф1 – среднее значение суммарной интенсивности фонового потока запросов, выходящих из ОА, имитирующих работу рабочих станций, в канал

l_ф1b – среднее значение интенсивности фонового потока запросов, проходящих через ОА, имитирующих работу сервера и дисков, где b=1/(1–р) ;

b - среднее количество проходов запроса по тракту процессор-диски за время одного цикла его обработки в системе.

t_к – среднее значение времени обработки запроса в канале передачи данных;

t_к=0.5(t_к1+ t_к2 ).

Где t_к1 и t_к2 соответственно среднее время передачи запроса по каналу в прямом и обратном направлениях.

n – количество серверов, обслуживающих рабочие станции;

количество дисков в сервере, при условии, что все они одинаковые

- вероятность обращения к i-му диску сервера

Порядок расчета рассматриваемой системы методом фонового потока

При расчете используется приближённый итерационный алгоритм нахождения значения выходных характеристик рассматриваемой системы

1. Определяем начальное значение для l_ф1

lф1= К₁min

К₁ принимает значения в диапазоне 0.995…0.99995.

1. Определяем средние времена пребывания запроса в узлах системы: канале, процессоре, дисках:

.

1. Определяем интенсивность фонового потока после очередной итерации:

1. Сравниваем l_ф1 и l_ф .Если , то переход на пункт 6, иначе на пункту 5

2. Определяем новое приближённое значение для l_ф1:

К2 принимает значения в диапазоне 10…1000, .

Переход на пункт 2.

1. Определяем выходные результаты аналитической модели.

Определяем средние времена пребывания запроса в узлах системы: канале, процессоре и дисках.

Определяем загрузку основных узлов системы: рабочей станции, пользователя, канала передачи данных, процессора и дисков сервера.

где

где

Листинг программы.

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

var

NPC: integer; // 1. Количество рабочих станций

T0: integer; // 2. Среднее время дообработки рабочей станции

Tp: integer; // 3. Среднее время формирования запроса

tk1: real; // 4. Ср. время передачи по каналу в прямом напрвлении

tk2: real; // 5. Ср. время передачи по каналу в обратном напрвлении

C: integer; // 6. Количество процессоров

tpr: integer; // 7. Среднее время обработки запроса в процессоре

NDisk: integer; // 8. Количество дисков

tdi: real; // 9. Среднее время обработки запроса в диске

Pi: real; // 10. Верояность обращения к диску после обработки запроса в процессоре

P: real; // 11. Верояность обращения к процессору после обработки запроса в диске

K1: real; // 12. Коэффициент К1

K2: real; // 13. Коэффициент К2

prec: real; // 14. Точность

// -------------------------------------------------------------------------- //

minimum: real;

Lf: real; // Интеснивность фонового потока после очередной итерации

Lf1: real; // Средняя интесивность фонового поктока запросов

beta: real; // Среднее количество проходов запросов по тракту за 1 цикл

tk: real; // Среднее время передачи запроса по каналу

Tchan: real; // Среднее время пребывания запроса в канале

Tproc: real; // Среднее время пребывания запроса в процессоре

Tdisk: real; // Среднее время пребывания запроса в диске

Tcycle: real; // Время цикла

L: real; // Лямбда

iteration: integer;

roPC, roPolz, roChan, roProc, roDisk, roDisk2: real; // Загрузка узлов системы

delta1: real; // Вспомогательное значение (5й пункт)

begin

// Выполняем вычисления

// 1. Считываем данные с формы

NPC := StrToInt(Form1.Edit1.Text);

T0 := StrToInt(Form1.Edit2.Text);

Tp := StrToInt(Form1.Edit3.Text);

tk1 := StrToFloat(Form1.Edit4.Text);

tk2 := StrToFloat(Form1.Edit5.Text);

C := StrToInt(Form1.Edit6.Text);

tpr := StrToInt(Form1.Edit7.Text);

NDisk := StrToInt(Form1.Edit8.Text);

tdi := StrToFloat(Form1.Edit9.Text);

P := StrToFloat(Form1.Edit10.Text);

Pi := StrToFloat(Form1.Edit11.Text);

K1 := StrToFloat(Form1.Edit12.Text);

K2 := StrToFloat(Form1.Edit13.Text);

prec := StrToFloat(Form1.Edit14.Text);

// 2. Инициализируем вспомогательные переменные

beta := 1 / (1 - P);

tk := 0.5 * (tk1 + tk2);

iteration := 0;

// 3. Производим вычисления

// 1й пункт

if ((Pi = 0) or (tdi = 0)) then

begin

if ( (1/(2*tk)) < (C / (beta*tpr)) ) then

minimum := 1/(2*tk) else minimum := C / (beta*tpr);

end

else

begin

if ( (1/(2*tk)) < (C / (beta*tpr)) ) then

begin

if ((1/(2*tk)) < (1 / (beta*Pi*tdi)))

then minimum := 1/(2*tk)

else minimum := 1 / (beta*Pi*tdi);

end

else

begin

if ((C / (beta*tpr)) < (1 / (beta*Pi*tdi)))

then minimum := C / (beta*tpr)

else minimum := 1 / (beta*Pi*tdi);

end;

end;

Lf1 := K1 * minimum * ( (NPC - 1)/NPC );

while true do

begin

inc(iteration);

// 2й пункт

Tchan := (2*tk) / (1 - 2*Lf1*tk);

Tproc := (beta*tpr) / (1 - Power(beta*Lf1*tpr/C, C));

Tdisk := (beta*tdi) / (1 - beta*Pi*Lf1*tdi);

// 3й пункт

Lf := (NPC - 1) / (T0 + Tp + Tchan + Tproc + Tdisk);

// 4й пункт

if ( (Abs(Lf1 - Lf) / Lf) < prec ) then break;

// 5й пункт

delta1 := (Lf1 - Lf) / K2;

Lf1 := Lf1 - delta1;

end;

// 6й пункт

Tchan := (2*tk) / (1 - 2*Lf1*tk);

Tproc := (beta*tpr) / (1 - Power(beta*Lf1*tpr/C, C));

Tdisk := (beta*tdi) / (1 - beta*Pi*Lf1*tdi);

Tcycle := T0 + Tp + Tchan + Tproc + Tdisk;

roPC := (T0 + Tp) / Tcycle;

roPolz := Tp / Tcycle;

L := NPC / Tcycle;

roChan := 2*L*tk;

roProc := beta*L*tpr/C;

roDisk := beta*L*Pi*tdi;

if (Ndisk = 1) then roDisk2 := 0 else roDisk2 := roDisk;

// 4. Выводи результаты

Form2.Edit1.Text := FloatToStr( roundTo (roPC, -2) );

Form2.Edit2.Text := FloatToStr( roundTo ((T0/Tcycle), -2) );

Form2.Edit3.Text := FloatToStr( roundTo (roPC * NPC, 0) );

Form2.Edit4.Text := FloatToStr( roundTo ((T0/Tcycle) * NPC, 0) );

Form2.Edit5.Text := FloatToStr( roundTo (roChan, -2) );

Form2.Edit6.Text := FloatToStr( roundTo (roProc, -2) );

Form2.Edit7.Text := FloatToStr( roundTo (roDisk, -2) );

Form2.Edit8.Text := FloatToStr( roundTo (roDisk2,-2) );

Form2.Edit9.Text := FloatToStr( roundTo (Tcycle, -2) );

Form2.Edit10.Text:= FloatToStr( roundTo (Tcycle - Tp, -2) ); // Время реакции

Form2.Edit11.Text := FloatToStr( roundTo (Lf1, -2) );

Form2.Edit12.Text := IntToStr( iteration );

Form2.ShowModal;

end;

end.

Результаты аналитического моделирования.

Таблица 8.1.

Результаты аналитического моделирования

Номер эксперимента	1		2	3	4	5
Исходные данные
Количество рабочих станций	12		12	12	12	12
Среднее время дообработки запроса на РС	120		240	360	120	240
Среднее время формирования запроса на РС	120		240	360	120	240
Среднее время передачи через канал в прямом направлении	5		5	5	5	5
Среднее время передачи через канал в обратном направлении	5		5	5	5	5
Количество серверов	1		1	1	1	1
Среднее время обработки запроса на процессоре	10		10	10	20	20
Количество дисков	0		0	0	0	0
Среднее время обработки запроса на диске	0		0	0	0	0
Вероятность обращения запроса к диску сервера после обработки запроса в процессоре	0		0	0	0	0
Вероятность обращения запроса к ЦП после обработки на диске	0		0	0	0	0
Результаты моделирования.
Загрузка рабочей станции		0,9	0,95	0,97	0,86	0,93
Загрузка пользователя рабочей станции		0,45	0,48	0,49	0,43	0,47
Среднее количество работающих РС		11	11	12	10	11
Среднее количество РС формирующих запрос		5	6	6	5	6
Загрузка канала		0,45	0,24	0,16	0,43	0,23
Загрузка процессора		0,22	0,12	0,08	0,43	0,23
Загрузка диска 1		0	0	0	0	0
Загрузка диска 2		0	0	0	0	0
Среднее время цикла системы		267	503	742	280	514
Среднее время реакции системы		147	263	382	160	274
Интенсивность фонового потока		0,04	0,02	0,01	0,04	0,02
Число итераций		674	797	849	667	796

9. Имитационное моделирование сети.

Характеристики

Список файлов домашнего задания