Наукові конференції, Научные конференции » АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОЇ НАУКИ (21-23.10.14) » кандидат технических наук, Мартышкин А. И. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СРЕДСТВ СИНХРОНИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

кандидат технических наук, Мартышкин А. И. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СРЕДСТВ СИНХРОНИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

Категорія: АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ СУЧАСНОЇ НАУКИ (21-23.10.14), Сучасні інформаційні технології

УДК 681.3.01

 

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ СРЕДСТВ СИНХРОНИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ

кандидат технических наук, Мартышкин А. И.

Пензенский государственный технологический университет, Россия, Пенза

 

В статье рассматривается методы планирования оживленных семафоров, используемых для синхронизации взаимодействующих параллельных процессов при их доступе к общему ресурсу в многопроцессорных вычислительных системах. Предлагаются математические модели на основе систем и сетей массового обслуживания для оценки временных потерь процессов из-за образования перед семафором очередей ожидающих процессов. Построены графики, по работе сделаны соответствующие выводы.

Ключевые слова: многопроцессорная система, математическое моделирование, операционная система, семафор, критическая секция, система массового обслуживания

Мартышкин А.І. Математичні моделі для оцінки продуктивності засобів синхронізації паралельних процесів в багатопроцесорних системах / Пензенський державний технологічний університет, Росія, Пенза.

У статті розглядається методи планування жвавих семафорів, що використовуються для синхронізації паралельних взаємодіючих процесів при їх доступу до загального ресурсу в багатопроцесорних обчислювальних системах. Запропоновано математичні моделі на основі систем і мереж масового обслуговування для оцінки часових втрат процесів через утворення перед семафором черг очікують процесів. Побудовані графіки, по роботі зроблені відповідні висновки.

Ключові слова: багатопроцесорна система, математичне моделювання, операційна система, семафор, критична секція, система масового обслуговування

Martyshkin A.I. A mathematical model for performance evaluation tools synchronization of parallel processes in multiprocessor systems / Penza state technological University, Russia, Penza.

The article discusses planning methods busiest semaphores are used for synchronization of interacting parallel processes when they access a shared resource in multiprocessor computing systems. Suggested mathematical models based on systems and networks queuing for evaluating loss processes due to the formation before the semaphore queue of waiting processes. Graphs draw conclusions.

Keywords: multiprocessor system, mathematical modeling, operating system, semaphore, critical section, the queuing system

 

Известно два метода синхронизации взаимодействующих процессов: метод взаимных исключений и условная (барьерная) синхронизация. Способы и средствам реализации барьерной синхронизации упоминаются в [1, с.149-150]. В данной работе исследуются модели и методы реализации взаимных исключений, к которым относят блокирующие переменные, мьютексы, семафоры. Будем называть их семафором, поскольку битовый семафор несет ту же функцию, что и блокирующая переменная, и мьютекс.

Семафоры используются для координации использования одиночного ресурса или фиксированного множества общих ресурсов (ОР) несколькими процессами. Проблема заключается в том, что взаимодействующие процессы такого рода приводят к конфликту транзакций, поскольку они вступают в противоречие друг с другом. Возникающие конфликты приводят к потерям производительности операционной системы (ОС) в целом. Наиболее характерно это проявляется в многопроцессорных системах (МПС), когда взаимодействующие процессы реализуются в независимых центральных процессорах (ЦП), которые могут потребовать одновременно ОР. В мультипрограммных системах подобная ситуация также имеет место быть.

Если ОР требуется слишком большому числу ЦП, то они ставятся в очередь к семафору. По мере ос¬вобождения ОР запросы удовлетворяются традиционно по принципу: первым пришел — первым обслужен (FIFO). Там, где разрешена параллельная обра¬ботка и имеется единица ОР, некоторый процесс может держать его весьма продолжительное время, а другие, готовые к выполнению процессы, будут ожидать окончания его выполнения, причем быстро исполняющиеся процессы скоро неминуемо «застрянут» в более медленных.

Семафоры характеризуются как ожив¬ленные или неоживленные. Оживленными являются семафоры, к которым часто обращаются (т. е. интервал между запросами очень мал). В системе с N процессами и М ОР очередь к се¬мафору может содержать до N—М процессов.

Планирование на основе бесприоритетной дисциплины FIFO. Будем считать, что предоставление ОР производится диспетчером задач (ДЗ), осуществляющим планирование ресурса. Если выбор заявок происходит в порядке поступления FIFO (рис.1), то дисциплина обслуживания будет бесприоритетной.

 

Полный текст статьи по ссылке Statya_Martyshkin.doc [340 Kb] (cкачиваний: 2)

 

Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:
Коментар:
Введите код: *

Карта сайту

^