Введение к работе
Актуальность темы диссертация , В настоящее время эффективность использования ЭВМ и, в частности, параллельных вычислительных систем, оценивается в ряде применений не столько традиционными параметрами производительности (скоростью выполнения различных операций, их смесей, типовых вычислительных процедур), сколько временем выполнения конкретных задач или их наборов.
Такой подход имеет принципиальное значение для оценки
вычислительных систем (ВС), фуігкционирующігх в контурах
управления, где главным критерием качества ВС становится ее
способность решить задачу за время, не большее заданного
«директивного» времени. Исследование эффективности
параллельных . ВС для ответственных применений такого рода
базируется на анализе структуры взаимосвязей
параллельно- последовательных задач (фрагментов) заданного набора и параметров его параллелизма. .
В связи с неуклонно расширяющимся использованием параллельных ВС в . системах- управления реального времени, очевидную актуальность приобретает проблема априорной оценки "пригодности" таких ВС для решения конкретного набора задач, задаваемого пользователем, за требуемое время.
Применительно к параллельным ВС эта проблема получила название прогнозирования времени выполнения сложных программных комплексов; последние обычно задаются графовыми моделями и рассматриваются как комплексы взаимосвязанных работ (КВР)- задач- и/или их параллельно- последовательных фрагментов (подзадач, процессов, программных модулей).
Формально под прогнозированием времени выполнения конкретного комплекса работ понимается стохастическая оценка времени Т его реализации (среднее значение, дисперсия, ф^ташия распределения Т) на параллельной ВС, а также определение вероятности выполнения комішекса за время, не большее заданного
«ДИреКТИВНОГО» Времени Tmcvc.
Разработка точных математических моделей и алгоритмов для анализа фунісционирования параллельных ВС на задаваемых пользователем КВР со случайным временем выполнения каждой работы (процесса) позволило бы решить актуальную
задачу досговерной аналитической оценки времени бшюлнєі
каждого кошсретного КВР на ВС априорно-до выбора структ}
и конфигурации параллельной ВС либо до детальной разрабо
программ КВР. . .
Цель работы состоит в разработке математических "моде.
функционироБанйя многопроцессорных вычислительных систем (I
на . задаваемых пользователем комплексах взаимосвязанных ра
(КВР) со случайными временами их выполнения для априорной
выбора конфигурации ВС или детальной разработки программ Ю
высокоточной стохастической оценки времени выполнения задан*
КВР. . - ...-.
Методы исследования базируются на использовании -агшар
марковских ' цепей, теории систем массового обслуживав
математического и имитационного моделирования взаимодействуюп
параллельных вычислительных процессов. . ';
Научная новизна работы . состоит в разработке комплекі
математических моделей, алгоритмов -и программных средств' д
точной априорной оценки времени выполнения сложных комплекс
взаимосвязанных работ (задач, их фрагментов, программш
модулей) со случайными, временами их выполнения на параллельш
ВС с заданной или предполагаемой конфигурацией вычислительш
ресурсов, с учетом ювестнои или ожидаемой производительное
зтих ресурсов. '...-
Достоверность научных положений, выводов и ' прг.ктическ! рекомендаций подтверждена корректным обоснованием и анализі математических моделей рассматриваемых процессов тадтверждающими их результатами имитационных экспериментов.
Практическая ценность результатов работы сострит в том, ' они позволяют прогнозировать время выполнения конкретт комплексов взаимосвязанных работ на параллельных вычислитель^ ресурсах априорно, на этапе проектирования, выбора структуры конфигурации параллельной вычислительной системы, а также' этапе разработки сложных программных комплексов.
Практическая реализация: Разработанные - и программ реализованные математические модели использовались для оцеп времени выполнения комплекса, задач управления, сложны!
подвижными объектами на . , бортовых многопроцессорных вычислительных системах.
Апробация работы. Основные материалы работы
докладывались на Ш-й Мелугународной научно- технической конференции «Контроль и управления в технических системах»,г. Винница, 1995 г., на Второй Украинской конференции по автоматическому управлению «Автоматика - 95», г.' Львов, 1995 . г., на Международной конференции « Автоматизированные системы управления», г. Тбилиси, 1996 г.
Публикации. Основное содержанке диссертационной работы изложено в четырех опубликованных научных работах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 100 стр., содержит список литературы.ю 82 наименований.