Основы теории информации (расчеты)

МГУПС

(МИИТ)

Кафедра “Автоматизированные системы управления”

Курсовая работа по дисциплине «Основы теории информации»

Руководитель работы,

О.А. Брижинева

(подпись, дата)

Исполнитель работы,

студентка группы МИС-311 Е.А. Болотова

Москва 2000

Задание на курсовое проектирование

по дисциплине «Теория информационных систем»

Вариант 4.

В ИС поступают заявки от 4-х «источников» с постоянной интенсивностью от каждого «источника» соответственно _>1> = 1,25 мин^-1, _>2> = 1,25 мин^-1, _>3> = 1,25 мин^-1, _>4> = 1,25 мин^-1. Поток заявок от каждого «источника» - простейший Каждый «источник» заявок связан с ИС одним каналом передачи данных, работающим в направлении «источник» - ИС. Время передачи сообщения по каждому из каналов случайное, экспоненциально распределенное со средним значением 30 сек. При передаче сообщений используется принцип коммутации сообщений.

Объем буферного ЗУ не ограничен. Длительность обработки заявки в ИС – случайная, экспоненциально распределенная величина со средним значением 20 сек. В ИС используется двухпроцессорный ВК (т.е. одновременно обрабатывается две заявки).

Результаты обработки заявок передаются в систему печатающих устройств, состоящую из буфера неограниченного объема и четырех принтеров. Длительность распечатки результатов обработки заявки – случайная, экспоненциально распределенная величина со средним значением 30 сек.

Требуется:

Оценить среднее время реакции ИС

Оценить загрузку ВК, систем связи и системы ПУ

Определить наименьшее требуемое количество процессоров, при котором среднее время реакции системы не превосходит 2,5 мин.

Система:

I II III

_>1>⁽¹⁾

_>2>⁽¹⁾

_>3>⁽¹⁾⁽²⁾ ⁽³⁾

_>4>⁽¹⁾

Системы связи ИС ПУ

_>1>⁽¹⁾=_>2>⁽¹⁾=_>3>⁽¹⁾=_>4>⁽¹⁾= 1,25 мин^-1

m_>x1>=30 сек = 0,5 мин

m_>x2> = 20 сек = 0,33 мин

m_>x3>= 30 cек = 0,5 мин

мин^-1

Оценить время реакции ИС

⁽²⁾

Граф состояний для ИС:

⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾

… …

⁽²⁾ 2⁽²⁾ 2⁽²⁾ 2⁽²⁾ 2⁽²⁾

_>> [мин^-1]

Время реакции ИС выражается формулой:

_>>

_>>_>>

Среднее время обслуживания:

_>>

Средняя длина очереди:

_>>_>>

Оценить загрузку ИС, систем связи, системы ПУ

В системе содержится 4-ре системы связи, имеющие одинаковые параметры.

_>i>⁽¹⁾

Граф состояний для системы связи:

⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i>

… …

⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i> ⁽¹⁾_>i>

Т.к. системы связи имеют одинаковые параметры, их коэффициенты загрузки тоже будут одинаковыми.

_>>

Коэффициент загрузки ИС:

⁽²⁾

Граф состояний для ИС:

⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾

… …

⁽²⁾ 2⁽²⁾ 2⁽²⁾ 2⁽²⁾ 2⁽²⁾

_>>

Коэффициент загрузки для ПУ:

⁽³⁾

Граф состояний для ПУ:

⁽³⁾ ⁽³⁾ ⁽³⁾ ⁽³⁾ ⁽³⁾

… …

⁽³⁾ 2⁽³⁾ 3⁽³⁾ 4⁽³⁾ 4⁽³⁾

_>>

Найти наименьшее требуемое количество процессоров, при котором среднее время реакции всей системы не превосходило 2,5 мин.

Среднее время реакции всей системы складывается из 3-х составляющих: среднее время реакции систем связи, среднее время реакции ИС и среднее время реакции ПУ.

_>>

Среднее время реакции ИС было рассчитано ранее, _>>.

Среднее время реакции систем связи будет равно максимальному времени реакции одной из них, т.к. они работают параллельно. Т.к. эти системы имеют одинаковые параметры, то и время реакции у них будет одинаковое.

_>i>⁽¹⁾

Граф состояний для системы связи:

⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾

… …

⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾ ⁽¹⁾

_>>

Среднее время реакции ПУ:

⁽³⁾

Граф состояний для ПУ:

⁽³⁾ ⁽³⁾ ⁽³⁾ ⁽³⁾ ⁽³⁾

… …

⁽³⁾ 2⁽³⁾ 3⁽³⁾ 4⁽³⁾ 4⁽³⁾

_>>_>>

_>>

Время реакции всей системы при 2-х процессорах:

_>>

Время реакции систем связи и ПУ постоянно, параметром является число процессоров в ИС.

Время реакции ИС для 4-х процессоров:

Проверка стационарности: _>>

⁽²⁾

Граф состояний для ИС:

⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾ ⁽²⁾

… …

⁽²⁾ 2⁽²⁾ 3⁽²⁾ 4⁽²⁾ 4⁽²⁾

_>>

_>>_>>

Время реакции всей системы для 4-х процессоров:

_>>

Проведя аппроксимацию, найдем минимальное количество процессоров:

m
_>v>

Из графика видно, что при m_>v>2,5 минимальное возможное количество процессоров m=3.