Имитационное моделирование как метод исследования вычислительных систем

Групповые источники используются для имитации входного пакета заданий в СПО как в установившемся режиме, так и в режиме загрузки. При выводе сети в установившийся режим с выхода источника последовательно выбираются заявки до достижения заданного коэффициента мультипрограммирования. После выхода сети на режим групповой источник начинает функционировать аналогично зависимому источнику.

Групповой источник задается следующим набором параметров: S, NAME, АР, RP, М, здесь S — признак группового источника; АР, RP — соответственно абсолютный и относительный приоритеты формируемых заявок; М — целочисленная величина, задающая число заявок в группе.

Приемники заявок. Их используют в сетевой модели для исключения из сети заявок, обслуживание которых завершено, а также для имитации завершения вычислительного процесса и вывода результатов из ВС в тех случаях, когда завершение процесса не вызывает непосредственно инициирования новой работы, как это имеет место в случае зависимого и группового источников.

Описаниям источников и приемников модели для удобства подготовки данных и обработки придается табличная форма. Таблица содержит пример описания независимого источника с именем INP, группового источника с именем GI, синхронизированного источника с именем S5 и приемника заявок с именем SPRINT. Неиспользуемые позиции таблицы оставляются свободными. Приемник заявок описывается только указанием его имени в таблице. Описания источников и приемников могут следовать в таблице в любом порядке.

 

Ресурсы ВС. Ресурсы ВС могут быть разделены на два класса в зависимости от принципа их использования. К первому классу относятся ресурсы, использование которых в каждый момент времени производится только одной заявкой. Такие компоненты ВС в дальнейшем называются устройствами. Устройство можно рассматривать как ресурс, использование которого различными заявками производится с разделением во времени. Ко второму классу относятся ресурсы, допускающие одновременное использование многими заявками. В дальнейшем такие компоненты ВС будут называться памятью. Память можно рассматривать как ресурс, использование которого различными заявками производится с разделением как во времени, так и объеме.

Устройства служат в сетевой модели для имитации обслуживания заявок такими компонентами ВС, как процессоры, селекторные каналы (СК), устройства ввода — вывода (УВВ) и т. д. Обычно устройства используются в СИМ для имитации аппаратурных компонентов ВС. Однако элементы этого типа могут включаться в модель и для имитации программных компонентов ВС, например отдельных прикладных программ или файлов общего пользования. Устройство может получать заявки от любого числа элементов сети, т. е. может иметь любое число входов. Предполагается, что потоки заявок, поступающие на устройство от различных элементов сети, объединяются в единый поток заявок.

Устройства. Вводятся устройства одноканальные и многоканальные. Многоканальные устройства используются для имитации компонент ВС, представляющих собой совокупность равнодоступных, одинаковых в функциональном отношении компонент, например однотипных внешних устройств. Многоканальные устройства должны рассматриваться как устройства с общей очередью.

Математической моделью устройства служит одноканальная и многоканальная системы массового обслуживания соответственно для одноканальных и многоканальных устройств. Обслуживание заявок всех типов производится устройством по единой дисциплине.

Условные графические обозначения устройств показаны на рис. 10.3, а. Очереди заявок, ожидающих обслуживания на устройстве, на схемах сетевых моделей не изображаются.

Для задания порядка и характеристик обслуживания заявок на устройстве должны быть установлены дисциплина обслуживания, законы обслуживания для заявок каждого типа, определяющие длительность обслуживания, а также указано количество каналов, если устройство — многоканальное. Дисциплина обслуживания заявок на устройстве устанавливается заданием символического имени дисциплины. Наиболее широко используемым дисциплинам обслуживания присвоены следующие символические имена: FIFO — дисциплина «первый пришел — первым обслужен»; LIFO — дисциплина «последний пришел — первым обслужен»; АР — дисциплина обслуживания с абсолютными приоритетами; RP— дисциплина обслуживания с относительными приоритетами; ARP — дисциплина обслуживания с абсолютными и относительными приоритетами; RR — дисциплина циклического обслуживания из очереди. Дисциплины обслуживания АР, RP и ARP неявно включают в себя также и дисциплину FIFO, поскольку заявки с равными приоритетами упорядочиваются в очереди в соответствии со временем их поступления.

Закон обслуживания задается указанием символического имени закона распределения длительности интервалов обслуживания и его числовых параметров для заявок каждого типа, поступающих на устройство. В качестве типовых законов обслуживания используются те же распределения, что и при задании источников заявок: CONST, RAND, ERLANG.

Устройство задается следующим набором параметров: NAME, CH, SD, TYPE, GIST, P1, P2, где NAME — символическое имя устройства; СН — число каналов многоканального устройства, задаваемое целочисленной константой без знака; SD — символическое имя дисциплины обслуживания; TYPE — тип заявки; GIST — символическое имя закона обслуживания; Р1 и Р2 — числовые характеристики распределения. Переменные TYPE, GIST, P1, P2 могут повториться в списке требуемое число раз в соответствии с количеством типов заявок, поступающих на устройство. При использовании закона CONST с постоянным