Применение моделей производительности в инженерном программировании
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
из чувствительности с учетом индивидуальных данных
Любое решение в инженерном программировании или в какой-нибудь другой области основывается на некоторых предположениях. В случае СОС решение о закупке 6 процессоров основывалось бы на предположении, что фактические характеристики работы аппаратуры и программ будут достаточно близки к значениям системных параметров, использованных в моделях. В частности, учитывалось бы предположение о значении коэффициента межпроцессорных накладных расходов М.
Так как каждый параметр исследуемой системы влияет на общую производительность, то для того, чтобы получить максимальное быстродействие нужно знать влияние каждого из параметров на общую производительность.
Для оценки влияния на производительность системы возможного отклонения параметров от их значения в модели необходимо провести анализ чувствительности системы к ее параметрам и построить графики производительности системы при их изменении.
Зависимость производительности от коэффициента межпроцессорных накладных расходов.
Рассмотрим ситуацию, в которой коэффициент межпроцессорных накладных расходов равен 230,т.е. увеличен в 2 раза, а все остальные системные параметры остались прежними. В этом случае из (1) получаем
Результаты сравнения с первоначальным примером показаны на рис. 5.
На графике представлено сравнение ситуаций, когда коэффициент межпроцессорных накладных расходов равен заданному значению 115, и когда он равен 230. Таким образом, получается, что в случае отклонения параметра М до значения 230, покупка 7 процессоров принесет очень маленькую прибыль, производительность системы будет равна всего 15,5, что почти в 18 раз меньше, чем при заданном коэффициенте межпроцессорных расходов М=115.
Зависимость производительности от величины внутрипроцессорных накладных расходов.
Рассмотрим влияние изменения величины внутрипроцессорных накладных расходов на производительность системы. Пусть Р = 260 тыс.оп./с. Тогда из (2) следует:
Результаты сравнения с первоначальным примером показаны на рисунке 3.
Получается, что при увеличении внутрипроцессорных накладных расходов, производительность системы всегда будет отрицательной, следовательно, ее работа будет невыгодна.
Можно сделать вывод о том, что СОС очень чувствительна к величине внутрипроцессорных накладных расходов, и ее изменения нужно четко отслеживать.
Зависимость производительности от быстродействия процессора
Оценим производительность системы при увеличении быстродействия процессора в 2 раза: S = 3100 тыс.оп./с. Из формулы (2) получается:
Результаты сравнения с первоначальным примером показаны на рисунке 4.
Очевидно, что при увеличении быстродействия при неизменности остальных параметров, производительность системы заметно возрастает. Уже у двухпроцессорной усовершенствованной системы ее производительность достигнет уровня, которого не было бы при Nопт в старой системе. Следовательно, можно сделать вывод, что система очень чувствительна к изменению данной характеристики.
Зависимость производительности от числа операций на обработку сообщения.
Рассмотрим влияние изменения числа операций на обработку сообщения на производительность системы. Пусть Т = 36 тыс.оп./сообщ. Тогда из формулы (1) следует:
Результаты сравнения с первоначальным примером показаны на рисунке 5.
Получается, что при шестипроцессорной системе с числом затрачиваемых операций на сообщение равным 36 тыс., производительность будет примерно в 2 раза ниже исходной. Так, для шестипроцессорной СОС, производительность снизится с 291,67 сообщ./с. до 141 сообщ./с.
3.1 Чувствительность СОС к числу процессоров
Если имеется функция П(a,b,…,z), зависящая от нескольких параметров, ее чувствительность к одному из них, например z, в данной точке (a0, b0, … z0) можно определить вычислением производной функции П по z в точке (a0, b0, … z0):
(a0, b0, … z0).
В случае СОС по формуле (1) можно получить
(S, P, M, T) = N[S - P - M(N - 1)]/T = N(S - P)/T - MN(N - 1)/T (6)
Поэтому частная производная функция П по М имеет вид
Полученное значение представляет собой тангенс угла наклона характеристики чувствительности (рис.6, 7, 8, 9).
Из этих графиков видно, что производительность шестипроцессорной системы:
более чувствительна к изменению коэффициента межпроцессорных накладных расходов (рис.6) и понижается с увеличением этого коэффициента;
более чувствительна к изменению быстродействия процессора (рис. 7) и повышается с его увеличением;
более чувствительна к изменению внутрипроцессорных накладных расходов (рис. 8) и понижается с его увеличением;
более чувствительна к изменению числа операций на обработку сообщения (рис.9) и понижается с увеличением этого коэффициента.
.1.1 Чувствительность СОС к изменению параметра М
В рассматриваемом случае шестипроцессорной СОС любое увеличение коэффициента межпроцессорных накладных расходов на 30 единиц приведет к уменьшению производительности СОС на 50 сообщ./с (рис. 6).
Из графика видно, что чем меньше число процессоров, тем меньше будут межпроцессорные расходы, и как следствие, тем больше будет производительность системы.
3.1.2 Зависимость производительности от быстродействия