Контрольная работа: Модели оптимального размещения файлов в вычислительной сети

Контрольная работа: Модели оптимального размещения файлов в вычислительной сети

Модели оптимального размещения файлов в вычислительной сети

Модели оптимального размещения файлов в вычислительной сети со звездообразной топологией

Задача1

Вычислительная сеть состоит из трех узлов, среди которых следует распределить семь файлов.

Обозначения:

qsr - вероятность того, что запрос, инициированный в узле Кs, использует для своего обслуживания файл, находящийся в локальной БД узла Кr.

Для определения общей средней задержки при выполнении запроса в сети введем следующие величины:

li - средняя интенсивность запросов, инициированных в узле Ki;

lik - средняя интенсивность поступления запросов k-того типа во входную сеть узла Ki.

Wik – среднее время обработки запросов k-того типа на узле Ki;

W2ik – дисперсия времени обработки запроса k-того типа на узле Ki;

l - средняя интенсивность входного потока сообщений в коммутаторе данных;

m - средняя скорость обслуживания сообщений в коммутаторе данных;

Тi – среднее время обслуживания запроса, инициированного на узле Ki;

Т – общее среднее время ответа на запрос по всей вычислительной системе.

Вероятности pij (i = 1,2,3; j = 1,2, … , 7):

Распределение фалов по узлам вычислительной сети задано ниже:

Таблица значений qsr будет иметь вид:

Задали самостоятельно li - среднюю интенсивность запросов, инициированных в узле Ki:

Выполняем расчет средней интенсивности поступления запросов k-того типа во входную сеть узла Ki и средней интенсивности входного потока сообщений в коммутаторе данных по следующим формулам:

li1 = 2li (1 – qii)

li2 =

l = .

Результаты расчетов приведены ниже:

Среднее время обработки запросов k-того типа на узле Ki и дисперсия времени обработки запроса k-того типа на узле Ki приведены в таблицах:

Средняя скорость обслуживания сообщений в коммутаторе данных равна m=6.

Выполняем расчет значений Qi1 и Ri1, Qi2 и Ri2 - времени ожидания и обслуживания заявок определенного типа и Q и R – время ожидания и обслуживания на коммутаторе по приведенным ниже формулам:

Qi1 =

Ri1 =

Qi2 =

Ri2 =

Q =

R =

Результаты расчетов приведены таблицах:

Выполняем подсчет суммы li по формуле:

S = = 7

На основании полученных данных выполняем расчет среднего времени обслуживания запроса соответствующего типа, инициированного на узле Ki и общее среднее время ответа на запрос по всей вычислительной системе с помощью формул приведенных ниже:

Тil = 2Qi1 + 2Ri1 + 2Q + 2R + Qj2 + Rj2

Тi2 = Qi2 + Ri2

Т =

Результаты расчетов приведены ниже:

Задача2

Обозначения:

n - число узлов вычислительной сети;

m - число независимых файлов РБД;

Fj - j-й файл РБД;

Ki - i-й узел сети;

λi - средняя интенсивность запросов, инициированных в узле Ki;

Wik - среднее время обработки запроса k-го (k=1,2) типа в узле Ki;

pik - вероятность того, что для обслуживания, запроса, инициированного в узле Ki,

необходим файл Fj.

qsr - вероятность того, что запрос, инициированный в узле Ks использует для своего

обслуживания файл, находящийся в локальной базе данных узла Kr;

λik - средняя интенсивность поступления запросов k-го (k=1,2) типа во входную очередь

узла Ki.

Вычислительная сеть состоит из трех узлов K1, K2, K3, а РБД содержит семь файлов F1, F2, …, F7. А λi (i = 1, 2, 3) имеют значения: λ1 = 2, λ2 = 3, λ3 = 2, а величины pij (i = 1, 2, 3; j = 1, 2,..., 8) и Wik (i = 1, 2, 3; k = 1, 2) приведены в таблицах 1 и 2 соответственно:

табл.1

табл.2

Найдем оптимальное распределение файлов по узлам вычислительной сети.

Используя формулу Qjs = , находим Qjs (j =1, 2,..., 8; s = 1, 2, 3). Эти величины имеют значения:

вычислительная сеть размещение файл

В соответствии с выбранными  начальное распределение будет иметь вид:

Полученное начальное распределение является оптимальным. Оптимальное значение линейной функции L равно

.

МОДЕЛИ ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЙЛОВ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ С КОЛЬЦЕВОЙ ТОПОЛОГИЕЙ

Обозначения:

n – число узлов сети;

m – число независимых файлов РБД;Kj – j-й узел сети;

Fi – i-й файл РБД;

Li – объем i-го файла;

bj – объем памяти узла Kj, предназначенной для размещения файлов;

dsj – расстояние между узлами Ks и Kj (dss=0, s=1,2,…,n);

lij – интенсивность запросов к файлу Fi, инициированных в узле Kj;

aij – объем запроса к файлу Fi, инициированного на терминале узла Kj;

bij – объем запрашиваемых данных при выполнении запроса к файлу Fi, поступившего на терминал узла Kj;

Задача 1

Вычислительная сеть состоит из трех узлов, среди которых следует распределить пять файлов.

Размеры файлов:

Расстояние между узлами:

Интенсивности запросов к файлу Fi, инициированных в узле Kj:

Объем памяти узла Kj, предназначенной для размещения файлов:

Объемы запроса к файлу Fi, инициированного на терминале узла Kj:

Объемы запрашиваемых данных при выполнении запроса к файлу Fi, поступившего на терминал узла Kj:

Сумма произведений объемов данных, пересылаемых из узла Кs и в этот же узел при функционировании системы в течение единицы времени, на расстояния, на которые эти данные пересылаются, в случае хранения файла Fi в узле Ks рассчитывается по формуле . Результаты расчетов представлены в таблице 1:

табл. 1

Находим распределение файлов, т.е. определяем матрицу Х={xij}m,n

хij (i=1,2, …, m; j=1,2,…,n) – величины, определяемые по формуле

.

Результаты расчетов:

Выполняем проверку, достаточно ли памяти на узлах для размещения файлов. Результаты проверки приведены ниже:

Полученное размещение является оптимальным.

Задача 2

Вычислительная сеть состоит из трех узлов, среди которых следует распределить пять файлов.

Размеры файлов:

Расстояние между узлами:

Интенсивности запросов к файлу Fi, инициированных в узле Kj:

Объем памяти узла Kj, предназначенной для размещения файлов:

Объемы запроса к файлу Fi, инициированного на терминале узла Kj:

Объемы запрашиваемых данных при выполнении запроса к файлу Fi, поступившего на терминал узла Kj :

Сумма произведений объемов данных, пересылаемых из узла Кs и в этот же узел при функционировании системы в течение единицы времени, на расстояния, на которые эти данные пересылаются, в случае хранения файла Fi в узле Ks рассчитывается по формуле . Результаты расчетов:

Находим распределение файлов, т.е. определяем матрицу Х={xij}m,n

хij (i=1,2, …, m; j=1,2,…,n) – величины, определяемые по формуле

.

Результаты расчетов:

Выполняем проверку, достаточно ли памяти на узлах для размещения файлов. Результаты проверки приведены в таблице 9:

Полученное размещение является оптимальным.

МОДЕЛИ ОПТИМАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЙЛОВ В ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СЕТИ С ПРОИЗВОЛЬНОЙ ТОПОЛОГИЕЙ

Задача1

Вычислительная сеть состоит из трех узлов, среди которых следует распределить пять файлов.

Размеры файлов:

Расстояние между узлами:

табл. 2

Интенсивности запросов к файлу Fi, инициированных в узле Kj:

Интенсивность корректирующих сообщений к файлу Fi из узла Kj:

Объем памяти узла Kj, предназначенной для размещения файлов:

Объемы запроса к файлу Fi, инициированного на терминале узла Kj:

Объемы запрашиваемых данных при выполнении запроса к файлу Fi, поступившего на терминал узла Kj:

Объемы корректирующих сообщений к файлу Fi из узла Kj:

Средний объем данных, необходимых для пересылки при выполнении запроса в системе вычисляется по формуле . Результаты расчетов представлены ниже:

Средний объем данных, необходимых для пересылки при обработке корректирующего сообщения в системе вычисляется по формуле . Результаты расчетов представлены ниже:

Находим распределение файлов, т.е. определяем матрицу Х={xij}m,n

хij (i=1,2, …, m; j=1,2,…,n) – величины, определяемые по формуле

.

Результаты расчетов представлены ниже:

Выполняем проверку, достаточно ли памяти на узлах для размещения файлов. Результаты проверки:

Полученное размещение является оптимальным.