Алгоритмы параллельных вычислений и программирование. Бурова И.Г - 63 стр.

UptoLike

рацию, которая производится за единицу времени. За время T
производится T · z
(j)
операций j-м каналом. Всего производится
T ·
P
s
j=1
z
(j)
операций данном случае, это обмены), т.е. по-
следнее выражение равно N. Формула (4.3) установлена.
Определение 4.3. Пропускной способностью j-го канала на-
зывается максимальное число обменов за единицу времени (та-
ким образом, пропускная способность совпадает с максимальной
загруженностью канала, т.е. с его пиковой производительностью
p
(j)
).
Если канал является простым функциональным устройством,
то в соответствии с предыдущим его пропускная способность равна
единице, p
(j)
= 1.
Пропускной способностью системы каналов называется ее пи-
ковая производительность P
1
.
Отсюда легко заключить, что P
1
= max N/T , и из (4.3) нетруд-
но вывести соотношение P
1
=
P
s
j=1
p
(j)
. Очевидно, что если все ка-
налы системы простые функциональные устройства, то их про-
пускная способность равна их числу, P
1
= s.
Теорема 4.2. Пусть все функциональные устройства кон-
вейерной вычислительной системы связаны с памятью каналами
с пропускной способностью q. Пусть на этой системе реализу-
ется некоторый алгоритм за время T , требующий N операций
с суммарным числом M входных и выходных данных, причем до-
стигается ускорение U. Предположим, что α — максимальное
число ступеней конвейерных функциональных устройств. Тогда
справедливы неравенства
qT M,
U
q
α
N
M
. (4.4)
Д о к а з а т е л ь с т в о. Первое из неравенств (4.4) очевидно, ибо
M входных и выходных данных требуют хотя бы M обращений к
каналам, а qT максимальное число обращений.
Для доказательства второго неравенства обозначим T
0
общую
стоимость выполненных работ; тогда, очевидно, T
0
αN, ибо αN
стоимость работ, если считать, что каждая из N операций полно-
стью загружает конвейерное функциональное устройство с α сту-
пенями. Отсюда T
0
/T αN/T ; последнее умножаем на уже дока-
занное неравенство 1/q T/M. Учитывая, что U = T
0
/T , находим
второе из неравенств (4.4).
64