Методи і засоби прогнозування часу виконання програм в спеціалізованих комп’ютерних системах
| dc.contributor.author | Цибаєв, Євгеній Ігорович | |
| dc.contributor.degreedepartment | системного програмування і спеціалізованих комп’ютерних систем | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | прикладної математики | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2015-11-26T09:08:29Z | |
| dc.date.available | 2015-11-26T09:08:29Z | |
| dc.date.issued | 2015 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for a candidate’s degree in technical science, specialty 05.13.05. - Computer systems and components. - National Technical University of Ukraine "Kyiv Polytechnic Institute", Kyiv, 2015. This research work studies the predicting of program execution time of real-time multi-priority bundle software for the specialized computer systems (SCS). The proposed method for predicting the execution time of programs which is based on individual functional blocks with known times of its execution. The method is based on the task’s model representation as a random process with discrete states and discrete time. It is also used the Kolmogorov-Chapman’s equation to predict the programs execution time. The method for calculating the stationary time characteristics of multi-priority bundle software complexes (SCS) has also been submitted. It differs from the existing ones in being based on the analysis of the interaction of two queuing system models (QS): the unified model of the QS task pool of higher priority and priority problems, which are under study. The toolkit has been created that implements the proposed methods and allows of analyzing the options for software projects in the mode of a direct dialogue. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты. - Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2015. В диссертационной работе исследованы методы и средства прогнозирования времени выполнения программ в программных комплексах специализированных компьютерных систем (СКС), которые используют алгоритмы, основанные на приоритетах задач. Проведен анализ существующих методов измерения времени выполнения программ и их отдельных составляющих (функциональных блоков), которые выполняются в монопольном режиме. Доказано, что измерение времени выполнения программ, которые записаны на языке высокого уровня, следует рассматривать как прогнозирование времени, а сам процесс измерения целесообразно выполнять с использованием Win- API-функций: QueryPerformanceCounter( ) и QueryPerformanceFrequency( ). Метод измерения усовершенствован путём создания специальной библиотеки TimeMeasure, что позволило упростить прогнозирование за счёт использования режима непосредственного диалога. Экспериментально доказано, что при прогнозировании предложенным методом имеется возможность оперативно изменять серии испытаний, масштабируя время и количество измерений как программы в целом, так и её отдельных функциональных блоков. Предложена и проанализирована модель выполнения программы, которая состоит из определённого числа функциональных блоков. Доказано, что такая модель может быть представлена случайным процессом с дискретными состояниями и дискретным временем в виде марковской цепи с поглощающим состоянием. Установлено, что использование существующих методов исследования таких моделей с целью определения временных характеристик программ связано с рядом трудностей вычислительного характера, которые накладывают существенные ограничения на общее количество блоков, из которых состоит программа. Предложен новый метод прогнозирования времени выполнения программы на таких моделях, который отличается тем, что при определении временных характеристик программы впервые использовано уравнение Колмогорова-Чепмена. Использование предложенного метода существенно упрощает вычисления и снимает ограничения на общее число функциональных блоков исследуемой программы. Доказано, что для прогнозирования полного времени выполнения программы (включая время пребывания в очереди) в программной системе, которая не использует приоритеты задач, целесообразно использовать модель замкнутой системы массового обслуживания (СМО). Эта модель в работе названа базовой. Проведено исследование и установлено, при каких граничных значениях параметров эта модель может считаться марковской. Исследованы особенности использования основных видов приоритетных дисциплин при управлении задачами в программном обеспечении специализированных компьютерных систем реального времени. Установлено, что доминирующими дисциплинами являются абсолютный приоритет с дообслуживанием и абсолютный приоритет с обслуживанием заново. Доказано, что в случае марковских моделей СМО и использования абсолютных приоритетов, общее среднее время обслуживания неприоритетного требования с дообслуживанием равно общему среднему времени с обслуживанием заново. Установлено, что в случае использования абсолютного приоритета обслуживаются только приоритетные требования до тех пор, пока они существуют. Наличие неприоритетных требований (или требований, приоритет которых ниже) никак не влияет на обслуживание требований, приоритет которых выше. Проведен анализ взаимодействия базовых моделей пулов задач нескольких приоритетов. Доказано, что для определения стационарных временных характеристик пула задач j-го приоритета необходимо рассматривать две базовые модели СМО: объединённую базовую модель СМО задач 1 ¸( j -1) приоритетов и базовую модель СМО j-го приоритета, с учётом зависимости последней по каналу «гибель» от объединённой базовой модели. Впервые предложен новый метод определения временных характеристик пула задач каждого из k приоритетов, который основан на определении временных характеристик выполнения задач j-го приоритета через использование результата взаимодействия двух моделей СМО: объединённой базовой модели задач, приоритеты которых меньше j и базовой модели j-го приоритета. По сравнению с существующими методами, это позволяет существенно упростить анализ проектных решений и, благодаря уменьшению объёма вычислений, анализировать варианты в режиме непосредственного диалога. Впервые создан инструментарий (пакет прикладных программ), который реализует предложенные методы прогнозирования времени выполнения программ в программных комплексах СКС реального времени. Инструментарий имеет графический интерфейс и позволяет проводить исследования в диалоговом режиме. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2015. У роботі досліджені методи та засоби прогнозування часу виконання програм у програмних комплексах спеціалізованих комп’ютерних систем (СКС) реального часу. Запропоновано новий метод прогнозування часу виконання програм, що складаються з окремих функціональних блоків, час виконання яких наперед відомий. Метод базується на представленні моделі виконання задачі у вигляді випадкового процесу з дискретними станами та дискретним часом і використовує рівняння Колмогорова-Чепмена для прогнозування часу виконання програми. Запропоновано метод обчислення часових характеристик виконання програм у програмних комплексах СКС, що використовують пріоритети задач. Метод відрізняється від існуючих тим, що базується на аналізі взаємодії двох моделей систем масового обслуговування (СМО): об’єднаної моделі СМО пулу задач вищих пріоритетів та задач пріоритету, що досліджується. Створено інструментарій, що реалізує запропоновані методи та дозволяє аналізувати варіанти проектів ПЗ у режимі безпосереднього діалогу. | uk |
| dc.format.page | 22 c. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/14028 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.051:004.272 | uk |
| dc.title | Методи і засоби прогнозування часу виконання програм в спеціалізованих комп’ютерних системах | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 - комп’ютерні системи та компоненти | uk |