Исследование алгоритмов управления ресурсами

однопроцессорных серверов при оперативной обработке задач (алгоритмы SPT и RR).

Написать программу, реализующую работу процессора по обработке очереди заявок переменной длины по следующим алгоритмам:

 - без предварительной сортировки заявок по длительности;

 - с предварительной сортировкой заявок по длительности, по алгоритму SPT; по алгоритму RR.

Обработать очереди из 100,1000 и 10000 заявок;

 - вероятность прихода заявок (варианты): 1) 70 и 30; 2) 30 и 60; 3) 40 и 50; 4) 25 и 80;

 - разброс длительностей заявок (варианты): 1) 0-6 и 2-8; 2) 0-7 и 3-5; 3) 0-5 и 3-8; 4) 1-8;

 - длительность процессорного кванта (варианты): 1) 4; 2) 4; 3) 4; 4) 3 и 4.

Найти:

а) сумму длин всех заявок в очереди;

б) время, необходимое для обработки очереди по каждому из алгоритмов и при всех условиях;

в) среднее время ожидания для короткой заявки.

Каждый опыт провести 3 раза.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить полученные результаты моделирования с теоретическими расчетами.

Оценить эффективность разработанных алгоритмов.

Произвести анализ всей работы.

 

2. Исследование алгоритмов управления ресурсами однопроцессорных серверов при оперативной обработке задач

(алгоритмы SPT и FB).

Написать программу, реализующую работу процессора по обработке очереди заявок переменной длины по следующим алгоритмам:

 - без предварительной сортировки заявок по длительности;

 - с предварительной сортировкой заявок по длительности, по алгоритму SPT;

 - по алгоритму FB.

Обработать очереди из 100, 1000 и 10000 заявок;

 - вероятность прихода заявок (варианты): 1) 25 и 80; 2) 40 и 50; 3) 30 и 60; 4) 70 и 30;

 - разброс длительностей заявок (варианты): 1) 1-8; 1) 0-5 и 3-8; 2) 1-8; 3) 0-7 и 3-5; 4) 0-6 и 2-8;

 - длительность процессорного кванта (варианты): 1) 3 и 4; 2) 4; 3) 4; 4) 4.

Найти:

а) сумму длин всех заявок в очереди;

б) время, необходимое для обработки очереди по каждому из алгоритмов и при всех условиях;

в) среднее время ожидания для короткой заявки.

Каждый опыт провести 3 раза.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить полученные результаты моделирования с теоретическими расчетами.

Оценить эффективность разработанных алгоритмов.

Произвести анализ всей работы.

 

3. Сравнительный анализ производительности алгоритмов управления ресурсами однопроцессорных серверов

(алгоритмы RR и FB).

Написать программу, реализующую работу процессора по обработке очереди заявок переменной длины по следующим алгоритмам:

 - без предварительной сортировки заявок по длительности;

 - по алгоритму RR;

 - по алгоритму FB.

Обработать очереди из 100, 1000 и 10000 заявок;

 - вероятность прихода заявок (варианты): 1) 30 и 60; 2) 70 и 30; 3) 25 и 80; 4) 40 и 50;

 - разброс длительностей заявок (варианты): 1) 0-7 и 3-5; 2) 0-6 и 2-8; 3) 1-8; 4) 0-5 и 3-8;

 - длительность процессорного кванта (варианты): 1) 4; 2) 4; 3) 3 и 4, 4) 4.

Найти:

а) сумму длин всех заявок в очереди;

б) время, необходимое для обработки очереди по каждому из алгоритмов и при всех условиях;

в) среднее время ожидания для короткой заявки.

Каждый опыт провести 3 раза.

Результаты вычислений оформить в виде таблицы.

Сравнить полученные результаты моделирования с теоретическими расчетами.

Оценить эффективность алгоритмов.

Произвести анализ всей работы.

4. Исследование алгоритмов планирования вычислительного процесса мультипроцессорных систем при пакетной

обработке задач.

Написать программу, реализующую работу мультипроцессорной системы по обработке очереди заявок переменной длины по следующим алгоритмам:

 - без предварительной сортировки заявок по длительности с произвольным заполнением очередей на выполнение;

 - по алгоритму Макнотона;

 - по алгоритму LPT.

Обработать очереди из 100, 1000 и 10000 заявок;

 - количество процессоров в системе (варианты): 1) 2,5,8; 2) 3,5,6; 3) 3,4,10; 4) 2,5,10;

 - разброс длительностей заявок (варианты): 1) 0-4 и 2-6; 2) 0-5 и 3-8; 3) 0-3 и 3-7; 4) 1-8 и 3-6.

Найти:

а) сумму длин всего набора заявок;

б) время, необходимое для обработки набора по каждому из алгоритмов и при всех условиях;

в) среднее время простоя процессоров.

Каждый опыт провести 3 раза.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить эффективность алгоритмов.

Произвести анализ всей работы.

 

5. Исследование производительности мультипроцессорных систем с общей памятью.

Написать программу, реализующую работу мультипроцессорной системы с общей памятью по обработке очереди заявок переменной длины, поступающих случайным образом.

Обработать очереди из 100, 1000, 10000 заявок;

 - количество процессоров в системе (варианты): 1) 2,5,10; 2) 3,4,10; 3) 3,5,6; 4) 2,5,8;

 - разброс длительностей заявок (варианты): 1) 1-8 и 3-6; 2) 0-3 и 3-7; 3) 0-5 и 3-8;4) 0-4 и 2-6.

Найти:

а) сумму длин всего набора заявок;

б) время, необходимое для обработки набора заявок для каждого набора условий; среднее время, необходимое для обработки одной заявки;

  в) среднее время простоя процессоров.

Каждый опыт провести 3 раза.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

6. Исследование производительности мультипроцессорных систем с распределенной памятью.

Написать программу, реализующую работу мультипроцессорной системы с распределенной памятью по обработке очереди заявок переменной длины, поступающих случайным образом.

Обработать очереди из 100, 1000 и 10000 заявок;

 - количество процессоров в системе (варианты): 1) 3,5,6; 2) 2,5,8; 3) 2,5,10; 4) 3,4,10;

 - разброс длительностей заявок (варианты): 31) 0-5 и 3-8; 2) 0-4 и 2-6; 3) 1-8 и 3-6; 4) 0-3 и 3-7.

Найти:

а) сумму длин всего набора заявок;

б) время, необходимое для обработки набора заявок для каждого набора условий; среднее время, необходимое для обработки одной заявки;

в) среднее время простоя процессоров.

Каждый опыт провести 3 раза.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

7. Исследование производительности протокола передачи кадров "с остановками и ожиданием" в компьютерной сети.

Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров.

Обработать наборы из 100, 1000 и 10000 кадров;

 - вероятность успешной передачи кадра (варианты): 1) 0,7 и 0,3; 2) 0,3 и 0,6; 3) 0,4 и 0,5; 4) 0,25 и 0,8;

 - длительность кадра: 3, 5, 10, 25;

 - период передачи: 3, 5, 25, 100.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) производительность протокола передачи.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

8. Исследование производительности протокола передачи кадров "с непрерывной передачей" в компьютерной сети

Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров.

Обработать наборы из 100, 1000 и 10000 кадров;

 - вероятность успешной передачи кадра (варианты): 1) 0,7 и 0,3; 2) 0,3 и 0,6; 3) 0,4 и 0,5; 4) 0,25 и 0,8;

 - длительность кадра: 3, 5, 10, 25;

 - период передачи: 3, 5, 25, 100.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) производительность протокола передачи.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

9. Сравнительный анализ производительности протоколов передачи кадров в компьютерной сети

Написать программу, реализующую алгоритмы работы компьютерной сети по передаче набора кадров:

 - по протоколу "с остановками и ожиданием";

 - по протоколу "с непрерывной передачей".

Обработать наборы из 100 и 10000 кадров;

 - вероятность успешной передачи кадра (варианты): 1) 0,75; 2) 0,85; 3) 0,95; 4) 0,80;

 - длительность кадра: 4; 50;

 - период передачи: 30; 100.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) производительность протокола передачи.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты моделирования между собой и с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

10. Исследование метода случайного доступа к каналу компьютерной сети типа "асинхронная Алоха".

Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров.

Обработать наборы из 100, 1000, 10000 кадров;

– величина нормированной пропущенной нагрузки (варианты):

1) 0,01; 0,5; 1,2; 2,0; 2) 0,03; 0,1; 0,8; 3,0; 3) 0,05; 0,4; 1,5; 2,4;

4) 0,075; 0,25; 0,9; 1,6.

- величина временных интервалов (варианты): 1) 1; 4; 8; 20; 2) 3; 5; 8; 10; 3) 5; 7; 15; 24; 4) 2; 5; 9; 16.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) нормированную производительность протокола передачи.

Каждый опыт провести 3 раза.

Подсчитать количество коллизий, и результаты оформить в виде таблицы.

Построить график зависимости производительности от пропущенной нагрузки.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

11. Исследование метода случайного доступа к каналу

компьютерной сети типа "синхронная Алоха".

Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров.

Обработать наборы из 1000 и 10000 кадров;

 - величина нормированной пропущенной нагрузки (варианты): 1) 0,01; 0,5; 1,2; 2,0; 2) 0,03; 0,1; 0,8; 3,0; 3) 0,05; 0,4; 1,5; 2,4; 4) 0,075; 0,25; 0,9; 1,6;

 - величина временных интервалов (варианты): 1) 1; 4; 8; 20; 2) 3; 5; 8; 10; 3) 5; 7; 15; 24; 4) 2; 5; 9; 16.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) нормированную производительность протокола передачи.

Подсчитать количество коллизий, и результаты оформить в виде таблицы.

Построить график зависимости производительности от пропущенной нагрузки.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

12. Исследование метода случайного доступа к каналу компьютерной сети типа CSMA / CD.

А. Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров.

Обработать наборы из 1000, 10000, 100000 кадров.

 - удаление пользователя от головной части (варианты): 1) 20; 2) 40; 3) 60; 4) 100 км;

 - время распространения сигнала 5 мкс/км.

 - длина кадра: 64;128; 256; 512; 1024 бит;

 - интенсивность передачи: 50.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) нормированную производительность протокола передачи.

Подсчитать:

 - количество коллизий, и результаты оформить в виде таблицы.

 - максимальное количество пользователей для данной сети.

В. Для рассчитанного числа пользователей найти то крайнее количество пользователей, при котором отличия производительности от полученной путем имитационного моделирования не превысят 5%.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.

 

13. Исследование метода доступа к каналу компьютерной сети типа "передача метки (маркера) (Toking passing)".

Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров.

Обработать наборы из 1000,10000,100000 кадров.

 - удаление пользователя от центрального репитера (варианты): 1) 10; 2) 20; 3) 30; 4) 50 м;

 - время распространения сигнала 5 мкс/км.

 - длина кадра: 64; 256; 512; 1024 бит;

 - число пользователей: 10, 100, 1000.

Найти:

 1) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

 2) среднее время, необходимое для передачи кадра;

 3) нормированную производительность протокола передачи.

Подсчитать количество коллизий.

Результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты имитационного моделирования с требованиями протокола.

Произвести анализ всей работы.

Ссылки:

http://unix.org.ua/netware/glava_27.htm, http://www.citforum.ru/nets/ito/6.shtml

 

14. Сравнительный анализ производительности протоколов доступа к каналу в ЛВС типов " Token Ring " и " Ethernet ".

А. Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров по стандарту " Ethernet ".

Обработать наборы из 1000,10000,100000 кадров.

 - удаление пользователя от головной части (варианты): 1) 20; 2) 40; 3) 60; 4) 100 м;

 - время распространения сигнала 5 мкс/км.

 - длина кадра: 64; 512; 1024 бит;

 - количество пользователей: 10, 100.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) нормированную производительность протокола передачи.

Подсчитать количество коллизий, и результаты оформить в виде таблицы.

В. Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров по стандарту " Token Ring ".

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) нормированную производительность протокола передачи.

Подсчитать количество коллизий и результаты оформить в виде таблицы.

Сравнить результаты работы программ и оценить эффективность используемых в них методов.

Произвести анализ всей работы.

 

15. Исследование метода "скользящего окна" при управлении потоком в компьютерной сети.

А. Написать программу, реализующую работу компьютерной сети по передаче набора кадров по методу CSMA/CD.

Обработать наборы из 1000, 10000, 100000 кадров.

 - удаление пользователя от головной части (варианты): 1) 20; 2) 40; 3) 60; 4) 100 км;

 - время распространения сигнала 5 мкс/км.

Найти:

а) время, необходимое для передачи всего набора кадров;

б) среднее время, необходимое для передачи кадра;

в) нормированную производительность протокола передачи.

Подсчитать количество коллизий, и результаты оформить в виде таблицы.

В. Изменить программу в соответствии с методом "скользящего окна" для величин окна в кадрах: 10, 50, 100, 1000;

С. Написать вариант программы, со ступенчатым уменьшением величины окна (на 100 для случая с 1000 кадровым форматом окна) при возникновении коллизий.

Сравнить результаты имитационного моделирования с теоретическими расчетами.

Произвести анализ всей работы.