Исследование систем реального времени при дисциплинах обслуживания заявок c приоритетами
Цель работы – приобретение навыков составления и исследования моделей системы реального времени при дисциплинах обслуживания заявок с относительными и абсолютными приоритетами.
Методические указания
1 Постановка задачи
Обслуживание заявок в системе реального времени (СРВ) на основе дисциплины обслуживания с относительными приоритетами организуется в соответствии с рис.3.1. Заявкам типа z1 , z2, ... , zm присвоены относительные приоритеты соответственно в порядке их уменьшения. Заявки каждого типа при поступлении в систему заносятся в свою очередь, в которой заявки упорядочены по времени поступления.
|
|
Рис. 3.1
Когда процессор Пр заканчивает ранее начатое обслуживание, то управление передается программе "Диспетчер", которая выбирает на обслуживание заявку с наибольшим приоритетом – заявку zi, если очереди О1, ... ,Оi–1 не содержат заявок. Выбранная заявка захватывает процессор Пр на все время обслуживания. Если в процессе обслуживания заявки zi поступают заявки с более высокими приоритетами, процесс обслуживания заявки zi не прекращается. Обслуживание заявок в СРВ на основе дисциплины обслуживания с абсолютными приоритетами организуется в соответствии с рис.3.2. Заявкам типа z1 , z2, ... , zm присвоены абсолютные приоритеты соответственно в порядке их уменьшения. Отличие данной дисциплины обслуживания от дисциплины обслуживания с относительными приоритетами заключается в том, что если при обслуживании выбранной заявки zi поступает заявка с более высоким приоритетом, то обслуживание заявки zi прерывается и она заносится в начало очереди Oi, а "Диспетчер" переключает процессор на обслуживание поступившей заявки с более высоким приоритетом. Прерванная заявка ожидает в своей очереди дообслуживания.
|
|
Рис. 3.2
Рассматривается случай поступления в систему двух входящих простейших потоков заявок: высокоприоритетного потока заявок типа z1 и низкоприоритетного потока заявок типа z2 – со средними интервалами соответственно T1 и T2.
Характеристики качества функционирования СРВ, приведенные в описании лабораторной работы № 2 данного пособия, для случая двух входящих потоков определяются следующим образом.
Суммарная загрузка процессора равна: R = r1 + r2 = Q1 / T1 + Q2 / T2,
где Q1 и Q2 – средняя длительность обслуживания заявок соответственно высокоприоритетного и низкоприоритетного потоков. Длительность обслуживания имеет экспоненциальное распределение.
Условие существования стационарного режима работы СРВ определяется значением загрузки R < 1.
Время пребывания определяется для каждого потока:
U1 = w1 + Q1, U2 = w2 + Q 2
Возможности потери заявок из–за ограниченной емкости буферов для организации очередей также определяются для каждого потока.
2. Метод построения модели
Для моделирования буферов при организации очереди заявок высокоприоритетного и низкоприоритетного потоков используются многоканальные устройства соответственно BUF 1 и BUF 2 заданной емкости, для моделирования процессора –прибор PROC (табл.3.1).
Блок–схема модели для обслуживания заявок с относительными приоритетами представлена на рис.3.3.
Блок–схема модели для обслуживания заявок с абсолютными приоритетами отличается от модели рис.3.3 в том, что в 1–oм сегменте модели блоки SEIZE и RELEASE заменены соответственно на блоки PREEMPT и RETURN.
Задание
Построить GPSS–модель, имитирующую работу СРВ, и провести исследова–ние характеристик качества их функционирования в соответствии с конкретным ва–риантом задания.
Составить полную блок–схему GPSS–модели с учетом дополнений, связанных со спецификой конкретного исследования, для дисциплины обслуживания с относи–тельными приоритетами.
Составить полную блок–схему GPSS–модели с учетом дополнений, cвязанных со спецификой конкретного исследования, для дисциплины обслуживания с абсолютными приоритетами.
Провести исследование составленных моделей на ЭВМ как минимум для трех вариантов значений изменяемых параметров, причем, исследование а) инвариантно к дисциплине обслуживания, а исследование б) позволяет сравнить между собой дисциплины обслуживания (табл.3.2).
Таблица 3.1 – Таблица определений
| Элемент модели | Интерпретация |
| Транзакты: 1–й сегмент модели 2–й сегмент модели 3–й сегмент модели | Заявки высокоприор. потока Заявки низкоприор. потока Таймер |
| Функции: XPDIS | Экспоненциальная функция распределения |
| Многоканальные устройства: BUF1 BUF2 | Буфер заданной емкости для организации очереди заявок высокоприоритетного потока Буфер заданной емкости для организации очереди заявок низкоприоритетного потока |
| Приборы: PROC | Процессор |
| Единица модельного времени: | 0,001 сек. |
|
|
3–й сегмент модели (сегмент таймера)
Рис. 3.3
Содержание отчета
1. Задание и его исходные данные.
2. Q–схемы математических моделей.
3. Блок–схемы GPSS–моделей.
4. Таблица определений.
5. Распечатка текста GPSS–модели с результатами моделирования (только теми, которые требуются по заданию).
6. Результаты и выводы по выполненной работе.
Варианты заданий
Варианты заданий, представлены в таблице 3.2.
| Таблица 3.2 |
| ||||
| № вари - анта | Исследуемые характеристики | Изменяемые пара– метры | Заданные параметры | ||
| 1 | 2 | 3 | 4 | ||
| 1 | а) Количество и процент потерь заявок низкопри-оритетного потока б) ω1 для обеих дисциплин | T1 | Θ 1 = 90, Θ 2 = 50 емкость 1–го буфера = 15 емкость 2–го буфера = 10 T2 = 105 | ||
| 2 | а) Количество и процент потерь заявок высоко–приоритетного потока б) ω1 для обеих дисциплин | Емкость 1–го бу– фера | Θ 1 = 160, Θ 2 = 50 емкость 2–го буфера = 10 T1 = 180, T2 = 500 | ||
| 3 | а) U2 б) U1 для обеих дисциплин | T1 | Θ1 = 90, Θ 2 = 50 емкость 1–го буфера = 10 емкость 2–го буфера = 15 T 2 = 80 | ||
| 4 | а) ω2 б) ω1 для обеих дисциплин | T1 | Θ 1 = 95, Θ 2 = 55 емкость 1–го буфера = 15 емкость 2–го буфера = 10 T 2 = 90 | ||
| 5 | а) Количество и процент потерь заявок высоко-приоритетного потока б) ω1 для обеих дисциплин | Θ1 | Θ2=55, емкость 1–го буфера=10 емкость 2–го буфера=15 T1=120, T2 = 100 | ||
| 6 | а) U2 б) U1 для обеих дисциплин | Θ1 | Θ 2 = 55, емкость 1–го буфера = 10 емкость 2–го буфера=15 T1=125, T2 = 100 | ||
| 7 | а) Количество и процент потерь заявок низкопри-оритетного потока б) ω1 для обеих дисциплин | емкость 2–го буфера | Θ 1 = 50, Θ 2 = 75 емкость 1–го буфера = 10 Т1 = 550, T2 = 125 | ||
| 8 | а) ω2 б) ω1 для обеих дисциплин | Θ1 | Θ 2 = 50, емкость 1–го буфера = 10 емкость 2–го буфера = 15 T1 = 100, T2 = 110 | ||
| 9 | а) Количество и процент потерь заявок низкопри-оритетного потока б) U1 для обеих дисциплин | Θ1 | Θ 2 = 60, емкость 1–го буфера = 10 емкость 2–го буфера = 15 T1 = 110, T2 = 120 | ||
| 10 | а) ω2 б) ω 1 для обеих дисциплин | T1 | Θ 1 = 75, Θ 2 = 60 емкость 1–го буфера = 10 емкость 2–го буфера = 15 T2 = 100 | ||
Лабораторная работа № 4