Отказоустойчивая КС на основе дуплексных модулей

В настоящее время отказоустойчивые КС строятся также на основе|коштом| построения|шикування| дублированных дуплексных модулей. Каждый такой модуль разрабатывается на принципах быстрого выявления|вияву| неисправности.

При этом |передбачасоздается|створіння| комбинация двух дуплексных модулей ("супермодуля").

Такой "супермодуль" продолжает работать, даже когда полностью отказывает один из субмодулей.

Дублирование дуплексных модулей требует большего объема|обсягу| оборудования.|обладнання|

В тоже время в такой системе|та| разрешается делать|чинити| выбор режимов работы:

1. организация двух независимых вычислений|підрахунків| (на принципах быстрого выявления|вияву| неисправности), которые выполняются на двух парах моделей

2. одного высоконадежного вычисления|підрахунку|, которое выполняется на всех четырех модулях.

Необходимо помнить, что сама по себе чрезмерность |лише| снижает надежность в случае|в разі| дублирования и троирования|.

Для существенного|суттєвого| увеличения уровня готовности КС на основе дуплексных модулей |надлишкова|должна обеспечивать возможность|спроможність| ремонта и замены модулей, которые отказали.

13. Организация вычислительного процесса. Операционные системы КС (с. 255-257 [1])

14. Планирование в КС (с. 266 [1])

 

15. Эффективность КС (с.29 [2])

Эффективность КС (System Efficiency) — это качество системы, характеризующее ее техническое совершенство, экономическую целесообраз­ность и отражающее степень ее соответствия своему назначению.

Эффективность W КС зависит от множества параметров входящих потоков требований Gn (или параметров реализуемых алгоритмов), множества па­раметров системы Gc, множества параметров элементов системы G3, множества параметров Gy, характеризующих влияние внешних факторов на процесс функци­онирования КС.

Другими словами, W есть функционал от процесса функционирования сис­темы. Так как КС функционируют в условиях воздействия случайных факторов, то значениями функционала являются случайные величины. При этом на практике весьма затруднительно формально определить множества Gn, Gc, G3, Gy. Этот факт делает невозможным и нецелесообразным расчет эффективности КС в виде единственного количественного показателя W(Gn,Gc, G3, Gy).

Поэтому на практике под эффективностью понимается способность КС вы­полнять целевые задачи, для решения которых она предназначена. Показателем эффективности (ПЭ) называется численная величина, количественно отражаю­щая качество решения задач какой-либо вычислительной системой. В качестве ПЭ используют показатель, отражающий вероятность решения поставленной за­дачи W. = Р(А.), где A. =f[t) — событие, заключающееся в решении поставленной задачи.

Показатели эффективности можно разделить на технические и экономические.

Наиболее рациональным показателем технической эффективности является вероятность P(t, tt) правильного решения задачи, поступившей в момент вре­мени за время, не превышающее t. Этот показатель достаточно полно характе­ризует способность КС решать задачи и зависит от многих технических характеристик системы и показателей качества: надежности, ремонтопригоднос­ти, производительности, объема памяти и ряда других характеристик.

 

16. Производительность КС (с.30-32 [2])

Производительность (быстродействие, performance) является одной из важнейших характеристик системы. На оценку производительности одной ЭВМ влияют слишком много факторов.

Среди таких факторов можно отметить следующие: тип задач; число тех или иных операций, выполняемых при решении задачи; стиль программирования и другие особенности программы; логические возможности системы команд; структура процессора; характеристики и организация оперативной и внешней памяти; особенности системы ввода-вывода;

Наиболее употребительные единицы измерения производитель­ности КС:

MIPS (Million Instructions Per Second — «мил­лион команд в секунду») - скорость выполнения операций в единицу вре­мени. Положительными сторонами этой единицы измерения является то, что ее лег­ко понять, так как более быстрая машина характеризуется большим значением MIPS.

Недостатки: 1) MIPS зависит от набора команд процессора, что затрудняет сравнение по MIPS компьютеров, имеющих разные системы команд; 2) MIPS даже на одном и том же компьютере меняется от программы к программе. 3) MIPS может меняться по отношению к производительности в противоположную сторону.

MFLOPS (Million FLoating point Operations Per Second — «миллион операций с плавающей точкой в секунду»); читается «мегафлопс». MFLOPS, предназначена для оценки производитель­ности только операций с плавающей точкой и поэтому не применима вне этой ограниченной области. Например, программы компиляторов имеют значение MFLOPS, близкое к нулю, вне зависимости от того, насколько быстра машина, поскольку компиляторы редко используют арифметику с плавающей точкой. Величина MFLOPS базируется на количестве выполняемых операций, а не на количестве выполняемых команд. Тоесть, одна и та же программа, работающая на различных ЭВМ, будет выполнять разное количе­ство команд, но одно и то же количество операций с плавающей точкой. Именно поэтому MFLOPS предназначается для более объективного сравнения различ­ных машин между собой.

На практике чаще всего используют понятия пиковой (технической) и ре­альной производительности. Кроме этих двух показателей, производительность ЭВМ или ВС характеризуется временем ответа.

Под пиковой понимают величину, равную произведению пиковой производительности одного процессора на число таких процессоров в данной машине. При этом предполагается, что все устройства компьютера работают в максимально производительном режиме.

Реальная производительность, достигаемая на данном приложении, зависит от взаимодействия программной модели, в которой реализовано приложение, с архитектурными особенностями машины, на которой приложение запускается.

 

17. Время ответа КС (с.40 [2])

Время ответа (Time of answer) — это длительность промежутка времени от момента поступления задания в систему до момента окончания его выполнения.

В общем случае время ответа — случайная величина, что обусловлено сле­дующими факторами:

• влиянием исходных данных на число операций ввода, обработки и вывода данных и непредсказуемостью значений исходных данных;

• влиянием состава смеси задач, одновременно находящихся в системе, и непредсказуемостью состава смеси из-за случайности момента поступления за­дач на обработку.

Время ответа слагается из двух составляющих: времени выполнения задачи и времени ожидания. Время выполнения задачи при отсутствии параллельных процессов равно суммарной длительности всех этапов процесса — ввода, обра­щения к внешней памяти, процессорной обработки и вывода. Время выполнения задачи зависит от сложности вычислений и быстродействия устройств системы.

Время ожидания — сумма промежутков времени, в течение которых задача находилась в состоянии ожидания требуемых ресурсов. Ожидание возникает при мультипрограммной обработке, когда ресурс, необходимый задаче, занят другой задачей и первая задача не выполняется, ожидая освобождения ресурса. Время ожидания зависит главным образом от режима обработки задач и интенсивности входного потока заданий.

Среднее время ответа характеризует быстроту реакций системы на входные воздействия: задания, запросы абонентов и т. п. Качество системы тем выше, чем меньше среднее время ответа.

 

Вопросы, выделенные курсивом, рассматриваются в 1.doc или 2.doc, которые находятся в папке KS_2

 

ЛИТЕРАТУРА

 

1. Н.Н. Горнец и др. Организация ЭВМ и систем. 2006.

2. В.А. Тихонов, А.В. Баранов. Организация ЭВМ и систем. 2008.