ISBN 5-217-00175-5.
Монография посвящена моделированию вычислительных систем реального времени. В ней изложены цели и задачи моделирования, дан анализ вычислительных систем как объект моделирования, приведены теоретические основы разработки концептуальных моделей технических и программных средств вьь числительных систем, описаны технология проведения моделирования и методы анализа получаемых результатов. Рассмотрены также методология построения-моделей вычислительных систем, новейшие автоматизированные программные средства имитационного моделирования. Даны примеры моделирования вычислительных систем.
Книга предназначена для научных работников, занимающихся исследованием и проектированием вычислительных систем.
Библиогп.: 182 назв. Ил. 55. Табл. 3.м
ПРЕДИСЛОВИЕ
Решениями XXVII съезда КПСС и «Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до 1990 года» предусмотрено интенсивное внедрение вычислительной техники во все отрасли народного хозяйства. Этим объясняется дефицит вычислительных средств. Заявки организаций и предприятий на поставку, модернизацию и расширение комплектности ЭВМ удовлетворяются лишь частично.
Однако по данным статистических органов страны действующие вычислительные системы загружены зачастую неполностью. Создавшееся положение потребовало принятия ряда правительственных постановлений, направленных на повышение эффективности использования сложной вычислительной техники. Одной из основных причин имеющегося дисбаланса между потребностями в ЭВМ и возможностями полного их использования является отсутствие точных научно обоснованных методов синтеза и анализа вычислительных систем в условиях конкретного применения.
Используемые методы системотехнического проектирования основаны на ряде упрощающих допущений и предположений. Эти упрощения часто приводят к тому, что в проектах вычислительных систем, предназначенных для систематического решения определенного перечня задач, имеются существенные погрешности при определении потребностей в вычислительных ресурсах. При этом наблюдается завышение потребностей, поскольку, во-первых, расчеты требуемых значений параметров вычислительных ресурсов производятся по экстремальным значениям всех параметров рабочей нагрузки, а во-вторых, разработчики стремятся к увеличению запаса производительности для обеспечения гарантированного выполнения заданных функций проектируемой вычислительной системы.
Для эксплуатируемых ЭВМ важным является анализ их занятости, выявление недоиспользуемых ресурсов и возможностей по дозагрузке. Существующие методы и средства измерения занятости и оценки производительности не всегда приемлемы и не позволяют прогнозировать качество функционирования системы при том или ином изменении перечня решаемых задач, рабочей нагрузки или структуры системы. Один из прогрессивных методов
1* «
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие............................ 3
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ........ 5
1.1. Предмет теории моделирования................. —
1.2. Роль и место моделирования в исследованиях систем. ...... 7
1.3. Классификация моделей .................... 9
1.4. Основные этапы моделирования................. 11
1.5. Постановка цели моделирования ................ 13
Глава 2
ТЕХНОЛОГИЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ................ 17
2.1. Создание концептуальной модели................ —
2.2. Подготовка исходных данных................... 23
2.3. Разработка математической модели............... 26
2.4. Выбор метода моделирования.................. 30
2.5. Выбор средств моделирования.....i............ 33
2.6. Проверка адекватности и корректировка модели......... 36
2.7. Планирование экспериментов с моделью............. 38
2.8. Анализ результатов моделирования............... 41
Г л а в а 3
ОСОБЕННОСТИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ КАК ОБЪЕКТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ..................... 45
3.1. Функциональная организация вычислительных систем ...... —
3.2. Режимы функционирования................... 49
3.3. Структурная организация вычислительных систем........ 54
3.4. Рабочая нагрузка........................ 59
3.5. Управление нагрузкой и ресурсами вычислительной системы .... 61
3.6. Функциональные характеристики вычислительных систем..... 67
ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ МОДЕЛЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ............................... 69
4.1. Выбор уровня детализации.................. . —
4.2. Преобразование алгоритмов................... 72
4.3. Разработка модели рабочей нагрузки.............. 75
4.4. Упрощение модели....................... 77
4.5. Подбор параметров модели................... 80
4.6. Учет надежности........................ 83
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ОПИСАНИЯ МОДЕЛЕЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ............................. 87
5.1. Агрегативные системы..................... —
5.2. Кусочно-линейные агрегативные системы ............ 93
5.3. Метод управляющих последовательностей............ 99
5.4. Стохастические сети.....................'. 10*
222
АНАЛИТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ............................. 109
6.1. Потоки заявок......................... —
6.2. Марковские модели ...................... 112
6.3. Характеристики вычислительных систем как систем массового обслуживания ........................... 116
6.4. Характеристики вычислительных систем как сложных систем массового обслуживания..................... 120
6.5. Методы приближенной оценки характеристик вычислительных систем ............................. 125
6.6. Нестационарные режимы функционирования вычислительных систем ............................. 128
6.7. Характеристики вычислительных систем как стохастических сетей . . 130
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ . . ........................... 133
7.1. Процедура имитационного моделирования............ —
7.2. Обобщенные алгоритмы имитационного моделирования...... 138
7.3. Методы определения характеристик вычислительных систем. . . . 141
7.4. Метод повторных экспериментов................ 145
7.5. Методы генерации случайных величин и последовательностей .... 150
Глава 8
СРЕДСТВА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ....................... 153
8.1. Классификация программных средств моделирования....... —
8.2. Языки моделирования систем.................. 155
8.3. Программные средства моделирования вычислительных систем... 160
8.4. Технические средства моделирования.............. 166
Г л а в а 9
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СРЕДСТВА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ...........,.............. 173
9.1. Автоматизированный пакет имитационного моделирования вычислительных систем....................... —
9.2. Модель вычислительной системы в автоматизированном пакете имитационного моделирования................... 175
9.3. Модель потока заявок в автоматизированном пакете имитационного моделирования ........................ 180
9.4. Характеристики систем, вычисляемые автоматизированным пакетом имитационного моделирования.........'......... 183
9.5. Автоматизированная система имитационного моделирования.... 185
Г л а в а 10
МАШИННЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С МОДЕЛЯМИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.......................... 187
10.1. Тактическое планирование машинных экспериментов...... —
10.2. Управление машинными экспериментами............ 192
10.3. Имитационное моделирование типовых вычислительных систем1. . 195
10.4. Моделирование нестационарного режима функционирования вычислительной системы..................... 198
Приложения. Временные агрегатные цепи.............. 202
Список литературы......................... 214
Цена: 150руб.
