Модель мультипрограммной ЭВМ

Основная область применения теории систем с очередями в настоящее время - это различные вычислительные системы и системы связи. Сети массового обслуживания успешно используются при моделировании работы ЭВМ [20]. Узлами сети в этом случае являются отдельные подсистемы ЭВМ: процессор, оперативная память, внешняя память, устройства ввода-вывода, каналы передачи данных и др. В качестве требований выступают программы, которые в данный момент находятся в ЭВМ.

На рис.2.1 приведена простейшая модель ЭВМ, состоящая из N центров обслуживания. Узел 1 моделирует работу процессора; узлы 2, …, N - работу внешних запоминающих устройств. ЭВМ работает в режиме мультипрограммирования, одновременно в ней могут находиться К программ. Эти программы обращаются к различным ресурсам системы (узлам сети) согласно вероятностям, определяемым матрицей марш­рутизации. Если ресурс занят в момент обращения к нему, то прог­рамма занимает место в очереди к соответствующему узлу. Если сис­тема работает в условиях постоянной загруженности, можно предполагать, что в момент завершения выполнения очередной прог­раммы в систему немедленно вводится следующая. В модели этому со­ответствует переход 1 ®1 с вероятностью p_ij. Таким образом, в сети постоянно циркулируют К требований. Поэтому данная ЭВМ моде­лируется замкнутой СеМО вида [M|M|1]^N (если потоки требований в сети - пуассоновские) с матрицей маршрутизации

5.2.4. Информационно-вычислительная сеть (ИВС)

Проектированием и создание ИВС - одна из основных областей применения теории сетей с очередями. Так как подсистемы современных информационно-вычислительных комплексов, как правило, работают как в определенной степени независимые самостоятельные устройства, процессы, происходящие в таких комплексах, могут быть адекватно описаны именно методами теории сетей обслуживания. Здесь возникает множество задач, связанных с расчетом характеристик ИВС на этапе ее проектирования. Целью исследований в этой области яв­ляется выбор оптимальных или близких к оптимальным значений пара­метров ИВС, позволяющий планировать эффективную работу таких се­тей. Основными компонентами ИВС являются: HOST-ЭВМ (главные ЭВМ); сети передачи данных; сети терминалов пользователей; программное обеспечение; данные. HOST-ЭВМ - это главный вычислительный комп­лекс, управляющий всеми подсистемами. Сеть передачи данных - узлы связи, соединенные каналами связи. Сеть терминалов содержит тер­миналы пользователей, связанные каналами связи различных типов. Все процессы, происходящие в ИВС, проходят под управлением специального программного математического обеспечения.