Расчет задач вычислительных систем

4427
знаков
3
таблицы
16
изображений

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

“ХАРКІВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ” Кафедра “Обчислювальна техніка та програмування” РГЗ

з курсу “Комп’ютерні системи”

Варіант № xxxx

Виконав:

Студент групи xxxx

xxxxxx.

Перевірив:

xxxxxxxxx.

Харків 2007
Задача №1

Составить алгоритм и программу вычисления функции на параллельной структуре, используя разложение функции в ряд Маклорена.

 ,

де  – условие окончания расчетов.

Решение

Однопроцессорный алгоритм решения заданной задачи:

Многопроцессорный алгоритм решения задачи:

Программа на параллельном Паскале:

Program par_pascal;

Var

R, S, x, f, L, e : real;

K : longinteger;

BEGIN

FORK;

begin

read(e);

R := 0;

K = 1;

end;

begin

read(x) ;

S := x;

F := x*x;

end;

JOIN;

repeat

FORK;

begin

R := R + S;

L = S*(-1);

end;

begin

K = K + 2;

Z=1/(K*(K-1))

end;

JOIN;

S := L*z;

until (ABS(S) > e);

writeln(R);

END.


Задача №2

Спроектировать два универсальных программируемых конвейера с числом звеньев m1 и m2 для вычисления массивы С длинной n элементов. Определить и сравнить эффективности конвейеров и выполнить анализ полученных результатов. Определить размер буферной памяти между звеньями.

Длительность операций:
Чтение, запись 4
+, - 3
*, / 5

,

6
инкремент, декремент 1

m1 = 5, m2 = 6.

Решение

1.         Составим таблицу операций:

№ п/п Операция Количество тактов
1

чтение

4
2

чтение

4
3

вычисление

5
4

вычисление  

5
5

вычисление

3
6

вычисление

3
7

вычисление

5
8

вычисление

5
8

вычисление

3
9

вычисление

3
10

вычисление

6
11

вычисление

5
12

вычисление

5
13

запись

4
14 n = n -1 1
15 if n >…, goto п. 1 1

2.         Тпосл = 6т + 6×5т +3×4т + 4×3т + 2×1т = 62т

3.         при m = 4 Тзв.треб.1 62т / 5 = 12,4 = 13;

при m = 6 Тзв.треб.2 62т / 6 = 10,33 = 11;

4.         Распределение операций между звеньями конвейера при m = 5:

Входные данные поступают на первое ( и ) звено, обратной линией отмечено управление конвейером (когда на первом звене выполняется условие n>0, то на пятом звене оно соответствует условию n-4>0; это условие проверяется на пятом, и сигнал о чтении следующего значения или прекращение чтения поступает на первое звено).

Распределение операций между звеньями конвейера при m = 6:

5.         Графики загрузки процессоров

6.         Для m = 5 Тдейств = 13.

Для m = 6 Тдейств = 11.

7.        

Для m = 5  

при  .

Для m = 6  

при  ,

 – эффективность конвейера на 6-ть шагов выше.

8.         Размер буферной памяти между звеньями:

при m = 5 – 5 элементов;

при m = 6 – 5 элементов.

9.         Критическая длина массива

m=5 m=6

=1 =1

Вывод: Наиболее эффективна конвейерная обработка при наибольшем числе звеньев конвейера. Критическая минимальная эффективная длина массива для обработки конвейером – 2.


Задача №3

Реализовать заданные функции на вычислительных системах с программируемой структурой.

а)

б)

Решение

a)

Схема элементарного процессора:

б)  =

Схема элементарного процессора:


Задача №4

Вероятностные модели. По матрице вероятностных переходов составить граф марковской цепи и систему линейных алгебраических уравнений. Определить среднюю продолжительность пребывания вычислительной системы в каждом состоянии.

Составили граф-схему модели:

Система уравнений:

Решили систему уравнений:

Определили середнюю продолжительность каждого состояния:

t0=; t1=; t2=; t3= .

Задача №5

По заданной структуре вычислительной системы сформулировать и при необходимости дополнить исходные данные. Составить таблицу состояний, граф переходов и систему уравнений (систему не решать). Преобразовать полученный граф переходов и систему уравнений в задачу Шерра II рода.

Каждый модуль может находиться в одном из состояний: рабочее – “1”, нерабочее – “0”.

Состояния системы:

S0 — все ЭВМ рабочие;

S1 — одна из ЭВМ 2, ЭВМ 3 не работает, а ЭВМ 1 работает;

S2 — ЭВМ 2, ЭВМ 3 не работают, ЭВМ 1 работает;

S3 — ЭВМ 2, ЭВМ 3 работают, ЭВМ 1 не работает;

S4 — одна из ЭВМ 2, ЭВМ 3 не работает, а ЭВМ 1 не работает;

S5 — все ЭВМ не работают.

Таблица состояний:

Si

ЭВМ2, ЭВМ3 ЭВМ1 Состояние системы

S0

11 1 1

S1

01v10 1 1

S2

00 1 1

S3

11 0 1

S4

10v01 0 0

S5

00 0 0

Система уравнений:

Граф переходов имеет вид:

Исключим выходящие стрелки из отказных состояний и получим граф переходов для задачи Шерра II рода:

Система уравнений:

Задали  и . Решили данные системы уравнений в математическом пакете MathCad:

Полученные вектор-матрицы – решения сформулированных систем уравнений, задающих вероятности состояний вычислительной системы.


Информация о работе «Расчет задач вычислительных систем»
Раздел: Информатика, программирование
Количество знаков с пробелами: 4427
Количество таблиц: 3
Количество изображений: 16

Похожие работы

Скачать
148576
34
0

... элементов, глобальное пространство имен, а также лавинообразную первоначальную загрузку сети. Таким образом ОСРВ SPOX имеет необходимые механизмы для создания отказоустойчивой распределенной операционной системы реального времени, концепция построения которой описана в главе 2. 4.3 Аппаратно-зависимые компоненты ОСРВ Модули маршрутизации, реконфигурации, голосования реализованы как аппаратно- ...

Скачать
7278
5
1

... процессоры, входящие в состав периферийных устройств). В многомашинной вычислительной системе несколько процессоров, входящих в вычислительную систему, не имеет общей оперативной памяти, а имеют каждый свою (локальную). Каждый компьютер в многомашинной системе имеет классическую архитектуру, и такая система применяется достаточно широко. Однако эффект от применения такой вычислительной системы ...

Скачать
109905
13
7

... программе, однако аппаратура обнаружения и устранения конфликтов между логически связанными командами обеспечивает получение результатов в соответствии с заданной программой. Соответствующая организация коммутирующих магистралей, обеспечивающая засылку результата операции непосредственно в буфер, хранящий логически зависимую команду, задержанную из-за конфликта, или непосредственно ...

Скачать
121993
17
27

... произвести такие расчеты в рамках данного дипломного проекта не представляется возможным. Однако имеет смысл формирование прогнозной оценки реализации того или иного варианта интеграции локальных вычислительных сетей МИЭТ и студенческого городка МИЭТ. Прогнозная оценка будет формироваться исходя из суммы прямых затрат по основным статьям расходов, а так же стоимости поддержки связи, применительно ...

0 комментариев


Наверх