Моделирование параллельных процессов — Имитационное моделирование

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Практически любая более или менее сложная система имеет в своем составе компо­ненты, работающие одновременно, т.е. параллельно. Параллельно работающие подсистемы могут взаимодейство­вать самым различным образом, либо вообще работать независимо друг от друга. Способ взаимодействия подсистем определяет вид параллельных процессов, проте­кающих в системе. Также, вид моделируемых процессов влияет на выбор метода их имитации.

Рассмотрим виды параллельных процессов.

Асинхронный параллельный процесс — это такой процесс, состояние которого не за­висит от состояния другого параллельного процесса (ПП).

Пример асинхронных ПП, протекающих в рамках одной системы, — это подготовка и проведение рекламной кампании фирмой и работа сборочного конвейера. Или напри­мер, из области вычислительной техники — выполнение вычислений процессором и вывод информации на печать.

Синхронный ПП — это такой процесс, состояние которого зависит от состояния вза­имодействующих с ним ПП. Пример синхронного ПП — работа торговой организации и доставка товара со скла­да (нет товара — нет торговли).

Один и тот же процесс может быть синхронным по отношению к одному из актив­ных ПП и асинхронным по отношению к другому.

Подчиненный ПП создается и управляется другим процессом (более высокого уровня). Примером таких процессов является ведение боевых действий подчиненными подразделениями.

Независимый ПП — процесс, который не является подчиненным ни для одного из процессов. Например, после запуска неуправляемой зенитной ракеты ее полет можно рассматри­вать как независимый процесс, одновременно с которым самолет ведет боевые дей­ствия другими средствами.

Способ организации параллельных процессов в системе зависит от физической сущности этой системы.

Разработка и использование любой ИМ предполагает ее программную реализацию и исследование с применением вычислительных систем (ВС). Реализация параллельных процессов в ВС имеет следующие особенности:

— на уровне задач вычислительные процессы могут быть истинно параллельными только в многопроцессорных ВС или вычислительных сетях;

— многие ПП используют одни и те же ресурсы, поэтому даже асинхронные ПП в пределах одной ВС вынуждены согласовывать свои действия при обращении к общим ресурсам;

— в ВС используется еще два вида ПП: родительский и дочерний ПП; особенность их состоит в том, что процесс-родитель не может быть завершен, пока не завершатся все его дочерние процессы.

Для организации взаимодействия параллель­ных процессов в ВС используются три основных подхода:

— на основе «взаимного исключения» — предполагает запрет доступа к общим ресурсам (общим дан­ным) для всех ПП, кроме одного, на время его работы с этими ресурсами (данными);

— на основе синхронизации посредством сигналов — подразумевает обмен сигналами между двумя или более процесса­ми по установленному протоколу. Такой «сигнал» рассматривается как некоторое событие, вызывающее у получившего его процесса соответствующие действия;

— на основе обмена информацией (сообщениями) – когда необходимо передавать от одного ПП другому более подробную информацию, чем просто «сигнал-событие».

Эти механизмы реализуются в ВС на двух уровнях — системном и при­кладном.

Механизм взаимодействия между ПП на системном уровне определяется на этапе разработки ВС и реализуется в средствами операционной системы (частично — с использованием аппаратных средств).

На прикладном уровне взаимодействие между ПП реализуется программистом средствами языка, на котором разрабатывается программное обеспечение.

 

Популярные статьи

 

БАНКИ ДАННЫХ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ УПРАВЛЕНИЯ
ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ ДАННЫХ
ВИДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ АЛГОРИТМОВ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ ОФИСА
КОМПЛЕКСНОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ
КОМПОНЕНТЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ АВТОМАТИЗАЦИИ ОФИСА
АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ РАБОЧЕЕ МЕСТО СПЕЦИАЛИСТА
ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
ПОНЯТИЕ МУНИЦИПАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ 
РЕЖИМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
ФУНКЦИИ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
МЕТОДЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ
ПРАВИЛА ЗАЩИТЫ ОТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ВИРУСОВ
ДОКУМЕНТАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
ПРОТОКОЛЫ ТЕСТИРОВАНИЯ
ДЕСТРУКТИВНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВИРУСОВ
КЛАССИФИКАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
КОНЦЕПТУАЛЬНАЯ, ЛОГИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛИ
КОМПЬЮТЕРНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ ТЕКСТОВЫХ ДОКУМЕНТОВ
ИНФОРМАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРТНЫХ СИСТЕМ
ДИАЛОГОВЫЙ РЕЖИМ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ
ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ