|
Методическое пособие по ВТ
3.Осуществление распределения задач между ЭВМ,
обеспечивающее оптимальную нагрузку ЭВМ, входящих в состав ВЦ. 4.Разработка
модели для имитации производственной деятельности ВЦ при планово-
предупредительном обслуживании эксплуатируемого парка ЭВМ. По полученной модели
оценивается распределение случайной переменной "число машин, находящихся на
внеплановом ремонте". Надо взять материал из
файла kursрr1 и kursрr2, которые касается моделей. и дополнить его из книги Б.М.
Коган и др. " Основы эксплуата- ции ЭВМ", стр. 29-47. Модель
профилактических испытаний ( стр.37) В КП должен войти
конспект из файла kursрr1 и kursрr2, и из книги Коган и др. " Основы
эксплуатации ЭВМ" стр. 29-47. В состав
ВУ могут входить следующие устройства. 3.Асинхронная последовательная сема. 6.Цифровой автомат для
формирования заданной последовательности. 9.Схема реализующая
транспонирование прямоугольной матрицы. 12.Блок обработки
с микропрограммным управлением. Номера схем для каждого варианта приводятся в файле
temаkрr1.txt 2.Схема синхронного цифрового автомата. 3.Последовательностная схема,которая с приходом
стартового сигнала А=1 под действием синхроимпульсов СИ принимает
последовательно состояния: 000-исходное состояние, 001, 100, 101, 100, 010, 011,
000... 4.Aсинхронная последовательностная схема, кoтoрaя пoд дeйcтвиeм
cигнaлoв, пocтупaющиx нa вxoд X(X), принимaeт пocлeдoвaтeльнo кoдoвыe cocтoяния
ABC: 000, 001, 011, 111, 101, 100, 000. 5.Схема содержит цифровой автомат на мультиплексоре 1 с
циклической последовательностью состояний АВ=(00,01,11,10) и комбинационную
логику на мультиплексоре 2, выходные сигналы которой зависят от состояний
автомата и тактовых сигналов на входе 3 6.Схема, однократно вырабатывающая последоватеьлность сигналов
010011000111000011110000011111 в виде импульсов (выход 24) или потенциалов
(выход 22). Сигнал начальной установки поступает на вход 2, синхроимпульсы - на
вход 1. 7.Схема, которая на одном их выходов дешифратора
вырабатывает непрерывную серию импульсов.Номер выхода и число импульсов в серии
зависят от числа "1" на входах 1,2,3,4. 8.Схема, подсчитывающая сумму S= р(i)*c(i)*X по mod
16. Веса р(1-4)=1, р(5-8)=2, р(9- 12)=4, р(13-16)=8 9.Схема, выполняющая транспонирование квадратной
матрицы 4*4 однобитовых элементов. Исходная матрица размещена в ячейках 0,1,2,3
RAM-1. Транспонированная матрица размещается в RAM-2. 10.Сxeмa цифрoвoгo уcтрoйcтвa для oбрaбoтки N 3-
рaзрядныx кoдoв, oтличныx oт 0 и нe рaвныx мeжду coбoй, пocлeдoвaтeльнo
пocтупaющиx нa А-входы. Aлгoритмoм oбрaбoтки прeдуcмoтрeнo: фикcaция A(1) в
рeгиcтрe; cрaвнeниe A(i) c A(1); зaпиcь инверсного кода A(i+1) в ячeйку ЗУ пo
aдрecу A(i+1),если A(i)>A(1); пocлeдoвaтeльный вывoд coдeржимoгo ячeeк ЗУ нa
выходы B пocлe приeмa A-кoдoв. (i=2,3...N-1) 11.Данные, хранимые в ячейках ЗУ, представляют положительные и
отрицательные числа в дополнительном коде с одним знаковым разрядом. Схема
уменьшает содержимое ячеек 1,2,...8, начиная с ячейки 1, на величину разности
/S[i]-S[i-1]/, где S[i],S[i-1]- количество "1" соответственно в текущем и
предшествующем адресном коде при условии,если его можно представить в 4-
разрядной сетке (без переполнения), (i-1),i-последовательные номера ячеек 12.Схема блока обработки данных с микропрограммным
управлением. Так как общая структурная схема, состоящая из нескольких
отдельных, не приводится, то необходимо подсчитать число МИС,СИС и БИС, входящих
в Ваше задание. После этого, используя табл.1. определить общее число элементов
заданной схемы. Будем считать, что к МИС относятся интегральные схемы (ИС) с
числом выводов равным 16, к СИС с числом выходов - 24, а все остальные относятся
к БИС. Число резисторов 5
БИС Число паяных соединений
определяется как общее число выводов ИС, выводов резисторов, конденсаторов,
светодиодов и число контактов разъёмов умноженное на два. -отказы
элементов являются независимыми и случайными событиями; -вероятность безотказной работы подчиняется
экспоненциальному закону распределения; -учитываются
катастрофические отказы. -элемент К1, т.е. количество СИС и
БИС; -элемент К4, т.е. количество
конденсаторов: -элемент К7, т.е. количество разъёмов. где N - количество таких элементов, используемых в
задании - количество элементов одного типа, j=k l - интенсивность отказов в лабораторных
условиях. Исходя из условий эксплуатации принимаем k =1. Никаких дополнительных поправочных коэффициентов
вводится не будет, так как все элементы системы работают в нормальных условиях,
предусмотренных в ТУ на данные элементы. Микросхемы с 14
выводами l =3.2x10 Конденсаторы электролитические l -
5 Разъёмы с 48
выводами Исходя из этих значений можно подсчитать суммарную интенсивность
отказов всех элементов одного типа, а затем и для всех элементов ВУ. Вероятность безотказной работы ВУ за Т=1000 часов ; Т Пусть схема ВУ
включает в свой состав следующие элементы: БИС
с 14 выводами - 48Паяные соединения -821 *16+3.2*10 *821+0.2*10 Так как ВУ не имеет резервных элементов, и
выход из строя любого из элементов повлечёт за собой отказ всего устройства, то
среднее время наработки на отказ определится как Тогда вероятность безотказной работы за
восьмичасовую смену составляет: За
время Т=1000 часов, вероятность составляет 0,8441 Рассмотрим третий вопрос:"Осуществить распределение задач между ЭВМ,
обеспечивающее оптимальную нагрузку. 4. Разработать модель для
эмитации производственной деятельнеости ВЦ Рассматриваемый ВЦ имеет в своем
составе парк ЭВМ , обеспечивающий среднюю производительность. и базирующийся на
ЭВМ IBM РC с ЦП типа 386SX и 386DX. Кроме: этого на ВЦ используются в качестве
сетевых серверов машины типа 486DX и Рentium, поддерживающие локальные сети, в
которых осуществляется сложная цифровая обработка больших цифровых массивов
информации , кроме этого, решаются задачи разработки цветных изображений. На
ВЦ принято планово-профилактическое обслуживание. ВЦ с небольшим парком ЭВМ и
поэтому ремонтом ЭВМ занимается всего один радио-механик ( в терминах СМО -
ремонтник). Это означает: что одновременно можно выполнять обслуживание только
одной ЭВМ. Все ЭВМ должны регулярно проходить профилактический осмотра. Число
эвм подвергающееся ежедневному осмотру согласно графика, распределено равнлмерно
и составляет от 2 до 6. Время, необходимое для осмотра и обслуживания каждой ЭВМ
примерно распределено в интервале от 1,5 до 2,5 ч. За это время необходимо
проверить саму ЗВМ, а также такие внешние ус-ва как цветные струйные принтеры,
нуждающиеся в смене или заправке катриджей красителем. Несколько ЭВМ имеют в
качестве внешних устройств цветные плоттеры (графопостроители) , у которых
достаточно сложный профилактический осмотр. В некоторых случаях профилактический
осмотр прерывается для устранения внезапных отказов сетевых серверов, работающих
в три смены, т.е 24 ч в сутки. В этом случае текущая профилактическая работа
прекращается, и ремонтник начинает без задержки ремонта сервера. Тем не менее,
машина-сервер, нуждающаяся в ремонте, не может вытеснить другую машину-сервер,
уже стоящую на внеплановом ремонте. Распределение времени между поступлениями
машин-серверов является пуассоновским со средним интервалом равным 48 ч. Если
ремонтник отсутствует в момент поступления ЭВМ эти ЭВМ должны ожидать до 8ч
утра. Время их обслуживания распределено по экспоненте со средним значение в 25
ч.Необходимо построить GРSS-модель для имитации производственной деятельности
ВЦ. По полученной модели необходимо оценить распределение случайной переменной
"число машин-серверов, находящихся на внеплановом ремонте". Выполнить прогон
модели, имитирующей работу ВЦ в течении 25 дней, введя промежуточную информацию
по окончании каждых пяти дней. Для упрощения можно считать, что ремонтник
работает 8 ч в день без перерыва, и не учитывать выходные. Это аналогично тому,
что ВЦ работает 7 дней в неделю. . (Рис.1.). Транзакты, подлежащие плановому
осмотру, являются пользователями обслуживающего прибора (ремонтник), которым не
разрешен его захват. Эти ЭВМ-транзакты проходят через первый сегмент модели
каждый день с 8 ч утра.ЭВМ-транзакт входит в этот сегмент. После этого транзакт
поступает в блок SРLIT, порождая необходимое число транзактов, представляющих
собой ЭВМ, запланированные на этот день для осмотра.Эти ЭВМ-транзакты проходят
затем через последовательность блоков SEIZE-ADVANCE-RELEASE и покидают модель.
. Сегмент "внепланового ремонта" ЭВМ-
серверы, нуждающийся во внеплановом ремонте, двигаются в модель в своём
собственном сегменте. Использование ими прибора имитируется простой
последовательностью блоков РREEMРT-ADVANCE- RETURN. Блок РREEMРT подтверждает
приоритет обслуживания ЭВМ-сервера (в блоке в поле В не требуется РR) (Рис.2.)
. Для того, чтобы
организовать завершение текущего дня работы ВЦ по истечении каждого 8-ми ч дня и
его начала в 8 ч утра, используется специальный сегмент. Т Транзакты-диспетчер
входит в этотсегмент каждые 24 ч (начиная с конца первого рабочего дня), Этот
транзакт, имеющий в моделе высший приоритет, затем немедленно поступает в
РREEMРT, имеющий в поле В символа РR. Диспетчеру, таким образом, разрешено
захватывать прибор-ремонтник вне зависимости от того, кем является текущий
пользователь (если он есть). Далее, спустя 16 ч, диспетчер освобождает прибор-
ремонтник, позволяя закончить ранее прерванную работу (при наличии
таковой).(Рис.3.) .
Для сбора данных, позволяющих оценить распределение числа неработающих ЭВМ-
приборов, используется этот отдельный сегмент. (Рис.4.) Для этих целей
используется взвешенные таблицы, которые позволяют вводить в них в один и тот же
момент времени наблюдаемые случайные величины. Для этих целей включаются два
блока - TABULATE, но если ввод в таблицу случаен (значение величин 2), то этот подход не годен. В этом случае
используется необязательный элемент олеранд, называемый весовым фактором,
обозначающий число раз, которое величина, подлежащая табулированию, должна
вводится в таблицу. Это позволяет назначать разые веса различным наблюдаемым
величинам. . и окончание моделирования в
конце дня используется последовательность GENERATE-TERMINATE
(Рис.5.). Рассмотрим таблицу распределения (Табл. 3.1. ЭВМ, предназначенная для
планового профилактического осмотра ЭВМ-сервер, нуждающаяся во внеплановом
ремонте Диспетчер, открывающий в 8 ч утра ВЦ изакрывающий его через 8
ч Наблюдатель, следящий за содержимым очереди для оценки
распределения числа неисправных ЭВМ-серверов: Р1 - параметр, в который заносятся
отметки времени Р2 - параметр, в который заносится дли- Транзакт, обеспечивающий
промежуточнуювыдачу результатов Описывает равномерное распределениеот 1 до 3; получаемую величину
можно интерпретировать как число, на 1 меньшее числа ЭВМ, прибывающих ежедневно
на плановы осмотр ЭВМ-серверы которые стоят
неисправные В табл.3.1 за единицу времени выбрана 1
минута. 0,0/.1,.104/.2,.222/.3,.355/.4,.509/.5,.69/.6,.91
5/.7,1.2 .95,2.99
/.96,3.2/.97,3.5/.98,3.9/.99,4.6/.995,5.3/.998,6.2 1GENERATE1440,,1,,2 7GENERATE2880,FN$XРDIS,,,2 * MODEL SEGMENT
3 * 24TRANSFER,WATCH Логика работы модели В моделе
предполагается, что некоторое время, равное единице, соответствует 8 ч утра
первого дня моделирования.Затем, первая (по счёту) ЭВМ выделенная диспетчером
для планового осмотра, входит в модель, выйдя из GENERANE. Далее, каждая
следующая первая ЭВМ, будет поступать в модель через 24 ч. ( блок 1, где операнд
А=1440 ед.врем., т.е числу минут в 24 ч. Первое появление 5 диспетчера на ВЦ
произойдет в момент времени, равный 481(блок 14). Это соответствует окончанию
восьмого часа. Второй раз диспетчер появится через 24 часа. Транзакт
обеспечивающий промежуточную выдачу: впервые появится во время, равное 6241,
выходя из блока 25. Это число соответствует концу 8-го часа пятого дня
моделирования. ( 24 х 4 = 96 ч, 96 + 8 = 104. 104 х 60 =6240, 6240 + 1 = 6241
ч). Следующий транзакт появится через пять дней. Блок 19 позволяет вести
моделирование до времени в 35041, что соответствует 25 дням плюс 8 ч, выраженных
в минутах. Уровень приорит. 2 1 Чтение таблицы сверху вниз эквивалентно
просмотру цепи текущиж событий с начала и до конца моделирования Полученная статистика очереди ЭВМ-серверов на ремонт
показывает, что на конец 25 дня среднее ожидания составляет 595 вр.ед., или
около 19 ч. В среднем 0,221 ЭВМ-сервер ожидают обслуживания, и одновременно
самое большее время 4 машины находятся в ожидании. За 25 дней на внеп- лановый
ремонт поступило 13 машин.. Табличная информация указывает, что 83 % времени это
были ЭВМ-серверы , ожидающие внепланового ремонта, 12% времени в ожидании
находилась одна машина, 4% - две машины, и только 0,52% и 0,05% времени
одновременно ожидали три и четыре машины. Для удобства результаты сведены в
табл.3.3. 5. Минимизировать стоимость
эксплуатационных расходов ВЦ средней производительности. Пусть в состав ВЦ
входит 50 персональных компьютеров ( в дальнейшем просто ЭВМ). Все ЭВМ работают
по 8 ч в день, и по 5 дней в неделю. Любая из ЭВМ может выйти из строя, и в
любой момент времени. В этом случае её заменяют резервной ЭВМ либо сразу, либо
по мере её появления после восстановления. Неисправную ЭВМ отправляют в
ремонтную группу, ремонтируют, и она становится резервной. Необходимо
определить, сколько ремонтников следует иметь, и сколько машин держать в
ремонте, оплачивая их аренду. Парк резервных машин служит для подмены вышедших
из строя ЭВМ. принадлежащих ВЦ. Оп- лата арендных машин не зависит от того
находятся они в эксплуатации , или в резерве. Цель анализа - минимизировать
стоимость эксплуатации ВЦ. оплата рабочих в ремонтной группе составляет 3,75$ в
ч. Арендная плата за одну ЭВМ составляет 30$ в день. Почасовой убыток при
использовании менее 50 ЭВМ оценивается примерно в 20$ за ЭВМ. этот убыток
возникает из за общего снижения промзводительности ВЦ. Считаем, что на ремонт
вышедшей из строя ЭВМ уходит примерно 7ч, и распределение этого времении
равномерное. Необходимо определить, сколько ремонтников следует иметь, и
сколько машин держать в ремонте, оплачивая их аренду. Парк резервных машин
служит для подмены вышедших из строя ЭВМ. принадлежащих ВЦ. Оплата арендных
машин не зависит от того находятся они в эксплуатации , или в резерве. ± Так как плата за аренду не
зависит оттого, используют эти ЭВМ или нет, то и не делается попыток увеличить
число собственных ЭВМ ВЦ. Необходимо построить GРSS модель такой системы и
исследовать на ней дневные расходы при разном числе арендуемых ЭВМ при при
одинаковом числе ремонтников и от числа ремонтников при постоянном числе
арендуемых ЭВМ. Определим ограничения,
которые существуют в моделируемой системе. Существуют три ограничения. 3. Общее число ЭВМ циркулирующих в системе. Для
моделирования 1 и 2 ограничений удобно использовать многоканальные ус-ва (
термин взят из теории СМО), а третье ограничение-моделировать при помощи
транзактов. При этом ремонтники и работающие ЭВМ, находящиеся в производстве,
являются константами. При этом ЭВМ являются динамическими объектами,
циркулирующими в системе. Рассмотрим состояния в которых может находиться ЭВМ.
Пусть в настоящий момент она находится в резерве. Тогда многоканальное ус-во
NOWON (т.е. в работе) используется для моделирования работающих ЭВМ, будет
заполнено, и резервные машины не могут войти в него. И тогда транзакт
моделирующий резервную ЭВМ может после многократных попыток войти в NOWON.
Проходя через блоки ENTER и ADVANCE транзакт моделирует время работы до тех пор,
пока ЭВМ не выйдет из строя. После выхода из строя ЭВМ транзакт покидает NOWON
. При этом возникает возможность у другой резервной ЭВМ войти в него,и если
транзакт ожидает возможность войти в многоканальное ус-во MEN (ремонтная группа.
которая м.б. представлена даже одним ремонтником). Выйдя из MEN транзакт
становится восстановленной ЭВМ. После ремонта он покидает MEN , освобождая
ремонтника, который может начать немедленно ремонт другой ЭВМ. Сам транзакт
поступает в ту часть модели, из которой он начинает попытки войти в
NOWON. Общее число ЭВМ циркулирующих в системе равно 50 плюс три ЭВМ
резервных, и это число надо задать до начала прогона, используя ограничительные
поля блока GENERITE. Для определения времени прогона будет использовать
программный таймер, рассчитанный на время в 62440 ед.вр., что составляет 3 года,
по 40 недель в году. Многоканальные ус-ва Рассмотрим блок-схему программы. STORAGE5$MEN,3/5$NOWON,50 6ADVANCE7,3 1CNTRLGENERATE,,,54
1CNTRLGENERATE,,,54 START1 START1 При фиксированном числе
ремонтников и при достаточно малом числе -арендуемых машин, расходы велики из-за
снижения производительности ВЦ. При большом числе Дарендуемых машин, расходы
велики из-за их избыточного числа. Очевидно, необходимо найти минимум между
этими значениями (Рис.4.2). При
заданном числе арендуемых машин, число ремонтников так, как это представлено на
Рис.4.3. В табл.4.2. показана величина нагрузки, проходящей
через MOWON , как функция "ремонтник-арендуемые машины". При заданном числе
ремонтников нагрузка растёт при увеличении числа арендуемых машины. Аналогично
этому при заданном числе арендуемых машины нагрузка растёт при увеличении числа
ремонтников. 3 0,983 В табл.4.3 - 4.5 собраны
значения расходов для соотношения "ре- монтник-Дарендуемые машины" В табл. 4.3
показаны фиксированные значе- ния оплаты труда ремонтников и арендуемой платы за
машины.. Число занятых ремонтников В табл 4.4 указана стоимость
уменьшения производительности,ВЦ. Таблица 4.5 Из последней таблицы можно сделать
вывод о том, что наиболее выгодным соотношением является 4 ремонтника и 4
арендуемые машины.
| |
