Аппаратные мониторы.

АМ – это комплекс аппаратных и в некотором случае программных средств, предназначенных для измерения процесса функционирования вычислительных систем.

Монитор получает информацию о состоянии системы посредством анализа электрических сигналов, которые характеризуют состояние блоков и отдельных ВС. Для этого определяются точки в ВС, в которых присутствуют интересующие нас сигналы. К этим точкам с помощью специальных зондов подключается селектор состояния и событий.

Автономные АМ представляют собой устройства для измерения в различных измерительных системах (иногда вместо них используются логические анализаторы.)

Встроенные АМ являются неотъемлемой частью самой ВС. Могут быть и гибридные мониторы (аппаратные+прграммные). Вся информация, которая собирается в процессе измерения, в дальнейшем может использоваться для анализа ВС в реальных условиях. Информация может быть представлена в различной форме. Самой всеобъемлющей формой является трасса процесса J={ti,Ai,Ti}.

ti – момент начала процесса; Ai – атрибут процесса; Ti – сама трасса или параметры её характеризующие. Трасса описывает ряд состояний: Ti={S1,S2,…,Sk}.

Такой объём информации не всегда можно обработать и проанализировать. Для сокращения и придачи данным более компактной формы используется сокращённая форма: профиль загрузки системы, профиль процесса, структура загрузки.

Для построения профиля процесса, в нём выделяются фазы (ввод, ожидание во входной очереди, ожидание в памяти). Тогда реализация процесса представляется в виде упорядоченной последовательности фаз, продолжительность которой характеризуется некоторым временем исполнения ресурса или его ожидания.

Пример.

ввод	Ожидание во входной очереди	Ожидание памяти	Ожидание ресурсов	Процессорная обработка	Работа с НЖД	Ожидание вывода	вывод

Профиль процесса даёт наглядное представление о продолжительности каждой фазы, последствия их выполнения, позволяет выявить соотношения длительности разных фаз. Для повышения информативности, профиль может снабжаться данными о числе обращений к устройству, а также о ёмкости используемой памяти. Он позволяет определить время использования ресурсов, число обращений к каждому из них, а также определить размер памяти для реализации процесса.

Для анализа узких мест, с точки зрения загрузки ресурсов, строится структура загрузки. Число задач, обрабатываемых в единицу времени: . Т. о. загрузка может характеризовать загруженность системы с точностью до постоянного коэффициента. Для построения структуры загрузки выделяют классы процессов, которые требуют обеспечение данным ресурсом. Для каждого из них определяется доля времени занятости обслуживания того или иного процесса и составляется структура загрузки.

Такое представление не даёт информации о совмещении процессов во времени. Для такого анализа используется профиль загрузки системы, который называется диаграммой Ганта. Для построения этого профиля определяется состояние ресурсов Si. Si=0, если устройство простаивает; Si=1, если устройство работает. Состояние системы характеризуется вектором: S=(S1,S2,…,Sn) (R1,R2,…,Rn).Если число ресурсов n, то система может находиться в 2^N состояний. Пронумеруем все состояния числами 0…М, где М=2^N –1. Возьмём промежуток времени Т, за это время система может находиться в состояниях S1,S2,…,Sm, и каждому состоянию соответствует некоторый промежуток времени .

Тогда значение (m=1..M) – доля времени занятости данного устройства.

Загрузка каждого ресурса:

R1=r1+r3+r5+r7

R2=r2+r3+r6+r7

R3=r4+r5+r6+r7

r0 – 000, r1 – 001,r2 – 010 ,r3 – 011,r4 – 100,r5 – 101,r6 – 110,r7 – 111

Сложность полного профиля в увеличении числа профиля.

Лекция №15

НЕКОТОРЫЕ ВАРИАНТЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.

Матричные системы.

Для реализации систем класса ОКМД часто используют матричный принцип построения систем. Они хорошо приспособлены для решения задач, ??????? независимых переменных или данных. Организация этих систем достаточна проста.

Таким образом каждый программируемый элемент (ПЭ) соединён с четырьмя соседними и включает в себя процессор и ОЗУ. По каналам связи от устройства управления (УУ) передаются команды ПЭ и общим компонентам. Сами процессоры ПЭ работают с использованием многомодальной логикой. В соответствии с этим процессор может быть пассивным или активным. Для этого у процессора есть регистры моды, в которые записывается модальность. При выполнении последовательности команд, модальность передаётся в коде команд. Процессор сравнивает полученную модальность с кодом моды, записанном в его внутреннем регистре, и, если они совпадают, то операция выполняется, если нет – операция сохраняется.

Обычно ПЭ объединяются в некоторые программные модули, а затем уже в эти модули могут объединяться в магистральную структуру.