Выбор и обоснование элементной базы вычислительной системы

Содержание

Введение……………………………………………………………………….5

1. Постановка задачи…………………………………………………………….6

2. Расчет параметров вычислительной системы………………………………7

3. Выбор и обоснование элементной базы вычислительной системы……...10

Заключение…………………………………………………………………..12

Список литературы…………………………………………………………..13

Введение

Основой развития современного научно-технического прогресса стало совершенствование электронно–вычислительной техники, широко используемой во всех отраслях научной, производственной и хозяйственной деятельности. В настоящее время вычислительная техника направлена в первую очередь на организацию и выполнение работ, связанных с вычислениями и логической обработкой информации.

Применение вычислительной техники предполагает создание вычислительных систем, объединяющих оборудование одной или нескольких электронно–вычислительных машин (ЭВМ), а также разработку управляющих, обслуживающих и прикладных программ. При создании ВС необходимо учитывать сведения о назначении системы для определения ее структуры и номенклатуры алгоритмов, реализующих требуемую задачу. Для успешного решения задач подобного рода, необходимо располагать знаниями о том, как влияют различные способы структурной организации ВС и управления вычислительными процессами на характер протекания последних в ВС. Эти вопросы рассматривает теория вычислительных систем.

Постановка задачи

В данной курсовой работе была разработана вычислительная система, основной задачей которой является конвертирование аудиофайлов некоторых известных музыкальных форматов в формат mp3. Выходной файл в системе хранится 2 суток.

Для того чтобы вычислительная система решала задачи подобного рода с высокой скоростью, необходимо построить эту систему на базе процессора с большим количеством операций в секунду, а также снабдить ее внешним запоминающим устройством с большим объемом памяти.

Исходные данные курсовой работы:

Таблица 1.1 — Параметры исходных данных

Средний размер файла, поступающего в систему, равен

S_ср = 19,1 Мб.

Расчет параметров вычислительной системы

· Расчет интенсивности поступления:

Расчет интенсивности поступления показывает, сколько файлов поступает в систему за 1 час работы.

Рассчитаем, сколько времени понадобится системе на конвертирование файлов из условий (таблица 1.1).

Таблица 2.1 — Время конвертирования файлов

Исходя из данных таблицы, произведем расчёт среднего времени конвертирования файла:

· Интенсивность потока конвертирования:

Интенсивность потока конвертирования показывает, сколько конвертирований в среднем может выполнить система за 1 час.

· Интенсивность потока файлов:

· Вероятность того, что в очереди находится n файлов:

– вероятность того, что в системе ни в процессе конвертации, ни в очереди нет ни одного файла. Значит, вычислительная система простаивает 23% времени. Таким образом, время простоя = 13,8 мин.

· Среднее количество файлов, находящихся в процессе конвертации и в очереди:

· Средняя продолжительность пребывания файлов в процессе конвертации и в очереди:

ч

· Среднее количество файлов в очереди на конвертацию:

· Средняя продолжительность пребывания файла в очереди:

· Расчет максимальной нагрузки на систему:

Рассчитаем максимальную нагрузку на систему, предположив, что объем каждого исходного файла, как и время конвертирования, равны максимальным – 37 Мб и 8,7 сек соответственно. Тогда интенсивность потока конвертирования и интенсивность потока файлов будут равны:

Построенная вычислительная система по-прежнему будет справляться с потоком файлов, так как вероятность простоя системы имеет положительное значение:

Время простоя системы при рассчитанной максимальной нагрузке будет равно мин.

Выбор и обоснование элементной базы вычислительной системы

· Выбор и обоснование процессора:

На сегодняшний день на рынке можно с легкостью найти процессор, который будет заточен на выполнение определенных операций или решения задач определенного рода. На рисунке 1 представлен график эффективности конвертирования аудиофайлов процессорами компаний Intel и AMD из разряда «выше среднего» по производительности. Мной было принято решение выбрать процессор AMD FX-8320, так как его производительность позволит системе успешно справляться со своей задачей, а цена данного процессора ниже цен на аналоги.

Рис. 1 — эффективность конвертирования процессорами

· Выбор и обоснование внешнего запоминающего устройства:

Поскольку интенсивность поступления файлов в час равна , то максимальное количество поступающих файлов, прошедших процесс конвертирования, за 2 суток будет равно 48 * 397 = 19056. Рассмотрим наисложнейший для системы вариант, где размер каждого поступающего на конвертацию файла равен 37 Мб. Тогда объем внешнего запоминающего устройства для данной системы должен быть равен 19056 * 37 ≈ 689 Гб. Таким образом, для оснащения системы будет выбрано ВЗУ с объемом памяти 1 Тб.

С учетом приведенных выше расчетов и обоснований, была выбрана минимальная конфигурация вычислительной системы, способной справиться с задачей конвертации аудиофайлов.

Таблица 2.2.1 – Конфигурация вычислительной системы

Заключение

В данной курсовой работе была разработана вычислительная система для конвертирования аудиофайлов популярных форматов в формат mp3, способная хранить выходные файлы, прошедшие процедуру конвертации, в течение 48 часов, и которая может быть использована, например, музыкальной студией.

В работе были вычислены следующие характеристики этой системы:

- интенсивность потока конвертирования: ;

- интенсивность потока файлов: ;

- время простоя мин;

- среднее число файлов в процессе конвертации и в очереди: ;

- среднее время пребывания файлов в системе: ;

- среднее число файлов в очереди на конвертацию: ;

- среднее время пребывания файла в очереди: .

Система реализована на базе процессора AMD FX-8320. Ее функционирование происходит в реальном масштабе времени.

Список литературы

1. Степанов А.Н. – Архитектура вычислительных систем и компьютерных сетей, 2007;

2. С.М. Коваленко – Вычислительные системы. Методические указания по выполнению курсовой работы, 2012;

3. Обзор архитектур многопроцессорных вычислительных систем — http://rsusu1.rnd.runnet.ru/tutor/method/m1/page01.html;

4. Элементы теории массового обслуживания — http://math.immf.ru/lections/206.html;

5. Задачи систем массового обслуживания —http://www.matburo.ru/ex_emm.php?p1=emmsmo;

6. Сравнение степени сжатия популярных архиваторов — http://www.overclockers.ru/softnews/16696.shtml.