Расчет потребности в вычислительных средствах.

Для оценки и выбора вычислительного оборудования при разработке АСУ необходимо классифицировать задачи системы и определить период наибольшей загрузки ЭВМ, сделать предварительный расчет состава и количества вычислительных средств для эффективного решения задач системы.

Основными характеристиками задач в системе являются:

-время обслуживания задачи tобслхарактеризует длительность пребывания задачи с момента ее поступления в систему и до получения результата решения и описывается двумя составляющими – временем ожидания в очереди начала обслуживания и временем решения.

-Время решения tрешзадачи отражают затраты машинного времени на решение задачи с момента начала обслуживания до получения конечного результата.

-Время запаздывания tзапрешения характеризует возможность задержки начала обслуживания задачи по отношению -к установленному сроку ее решения.

-Время цикла tцописывает периодичность поступления данной задачи на обслуживание.

Основной характеристикой потока задач является интенсивность поступления задач. Инициатором обмена может быть как пользователь, так и система. Задачи могут быть как взаимосвязанные, т. е. выход одной задачи является входом другой, так и независимыми друг от друга, что существенным образом влияет на выбор алгоритма их обслуживания.

По указанным характеристикам условно все задачи можно разделить на три класса:

1.Оперативного взаимодействия.

2.Регулярные.

3.Нерегулярные.

К первому классу относятся задачи возникающие в произвольные моменты времени по инициативе пользователей и требует жесткого регламента равного времени обслуживания. Ценность решения задач этого класса падает при запаздывании их обслуживания. К этому классу относятся справочные задачи, решаемые в режиме одиночных запросов или в режиме диалога ( многократных последовательных запросов), а также вспомогательные задачи (задачи оперативного вмешательства в процессе функционирования системы, задачи пополнения и корректировки информационных массивов). Обычно задачи этого класса решаются в реальном масштабе времени. Основным критерием качества функционирования системы при решении задач данного класса являются удобства работы пользователя с системой.

Задачи второго класса решаются по расписанию и являются основными задачами решаемыми в системе. Ценность решения этих задач также зависит от времени их обслуживания. К задачам этого класса относятся практически все задачи, время решения которых за ранее регламентировано. Эти задачи обычно делятся по периодичности решения и по функциональному назначению. Основным критерием качества функционирования системы при решении таких задач является допустимое время запаздывания решения задач (----), определяющая ценность результатов решения.

Задачи третьего класса часто называют фоновыми, время их решения жестко не регламентируется, решаются они по инициативе диспетчера системы для выравнивания загрузки ЭВМ недогрузки ее при решении задач первого и второго классов. К ним относятся научнотехнические расчеты; упорядочивание и перезапись информационных массивов; отладка программ в режиме пакетной обработки данных; задачи, полученные в результате перераспределения нагрузки от других систем.

Для удобства классификации задач составляется таблица типа 6.1, в которой каждой характеристике задачи соответствует вполне определенное значение ее в том или ином классе ( так называемая таблица соответствия ).

Совокупность этих значений является определяющим условием классификации задач по соответствующим характеристикам.

Характерной особенностью проектирования АСУ является изменение ”веса “ задач каждого класса в системе

на соответствующем этапе ее создания. На первом этапе в системе преобладают задачи первого и третьего классов ( формирование массивов, отладка программ, сортировка и коррекция массивов данных и т. п.). По мере разработки системы поток системных задач и задач оперативного взаимодействия увеличивается и становится более разнообразным. Поток задач по отладке программ уменьшается, а задач сортировки, оптимизации и других увеличивается. По окончании разработки АСУ устанавливаются определенные весовые соотношения между классами задач.

Общие затраты времени на решение задач всех классов определяются соотношением

, (4)

где - затраты времени на решение задач соответствующих классов;

С- количество ЭВМ, обслуживающих потоки задач всех трех классов.

При расчете необходимого количества ЭВМ, обеспечивающих переработку информации в заданном интервале времени Тдоп, обычно используется метод, основанный определении необходимого машинного времени для решения задач системы. По этому методу тип ЭВМ и их количество определяется из справедливости равенства

.

При наличии в системе задач всех трех классов среднее значение величины Т’iопределяется следующим образом.

Время обслуживания задач первого класса в интервале времени Тдопопределяется из соотношения

; (5)

где характеризует загрузку ЭВМ задачами данного класса.

Среднее время задач второго класса определяется по формуле

, (6)

где - максимальное время, необходимое для решения задач данного класса в наиболее загруженный период цикла;

Krn– коэффициент готовности программ, поступающих на обслуживание;

Kмп- коэффициент мульти-програмности обработки задач;

KВ– коэффициент, характеризующий возможные повторения расчетов.

Затраты машинного времени на решение задач третьего класса

(7)

Тогда запасшись значениями

при известных

, Krn, Kмп,KВ, находим значения Тiи Тобщ. Взяв отношение Тобщ/ Тдоп, определяют количество ЭВМ, обеспечивающих решение всех задач в приделах Тдоп:

При l 1 все задачи системы будут обслужены данным количеством ЭВМ в заданный период времени Тдоп. При l>1 необходимо увеличивать С до тех пор, пока не будет выполнено условие l 1. Если при этом окажется , что для обеспечения условия l 1 требуется большее число ЭВМ данного типа (например С 5 ), тогда повышение эффективности решения задач и упрощения комплексирования ЭВМ целесообразно более высокопроизводительные ЭВМ, что позволит уменьшить их общее количество в системе. При этом требуется сново определить значения с учетом быстродействия устройств новой ЭВМ. Значение меняются на различных этапах создания АСУ, и их соотношения также различаются для основных и вспомогательных ЭВМ системы.