Iv всероссийской научно-практической конференции (Омск, 4 июля 2017 г.) Омск 2017

Интерактивный процесс обучения с использованием имитационных моделей ВС.
Разработанные имитационные модели ориентированы на интерактивное взаимодействие с 
обучаемым. Каждая модель имеет главное меню, в котором студент задает режимы модели-
рования процессов и их параметры. Важным свойством является возможность потактового 
(пошагового) выполнения имитируемого процесса, при этом студент может наблюдать все 
детали вычислительного процесса. В непрерывном режиме процесс визуализируется со ско-
ростью, удобной для наблюдения. На экран главного меню имитационной модели выводятся 
результаты моделирования в виде графиков и рассчитанных параметров, например, произво-
дительность, задержки и числа конфликтов в вычислительном процессе.
Такие модели являются также эффективным инструментом при организации научно-
исследовательской работы студентов. Выполняя исследовательские задачи на имитационных 
моделях, студенты лучше осваивают материал преподаваемых предметов по информацион-
ным технологиям. 
Имитационная модель системы ввода-вывода компьютера.
Система ввода-вывода 
представляет собой совокупность контроллеров, портов и интерфейсов. На экранной форме 
модели изображаются основные блоки и шины компьютера, участвующие в процессе ввода и 
вывода данных (рис. 2).
В предлагаемой имитационной модели реализуется многопрограммный ввод-вывод 
данных с периферийных устройств (клавиатуры, мыши) с одновременным выводом симво-
лов на экран монитора. 
Рис. 2. Визуализация процесса ввода – вывода в компьютере 

---

215
Имитационная модель многопроцессорных систем. 
Следующая модель позволяет 
изучить структуру и процесс вычислений в системе с несколькими процессорами. Это наи-
более распространенная в настоящее время вычислительная система. Каждый процессор 
имеет локальную память и собственную кэш-память. При этом разделяемые данные могут 
находиться только в кэш-памятях процессоров. 
Главное окно модели представлено на рис. 3. Модель описывает архитектуру UMA 
SMP, основными блоками которой являются оперативная память (ОП) с произвольным дос-
тупом, кэш-памяти процессоров и блоки локальной памяти. Имеется возможность задавать 
конфигурацию с любым сочетанием локальных и кэш-памятей. Входные параметры для мо-
дели: а) количество процессоров в системе; б) число команд обращения к ОП; в) соотноше-
ние между командами записи и чтения в потоке команд; г) объемы ОП, локальных и кэш-
памятей в строках; д) число строк в блоках кэш-памяти. 
Рис. 3. Окно модели многопроцессорной системы 
В результате имитационного моделирования на экран выводятся следующие данные: 
а) количество выполненных команд и тактов процессоров; б) среднее время выполнения од-
ной команды; в) занятость системной шины (%); г) количество кэш-промахов и локальных 
промахов для памяти каждого процессора; д) среднее число выполненных команд. 
Методика исследования позволяет оценить эффективность проектирования систем па-
мяти и выбрать необходимые параметры режимов чтения / записи и размер строк данных 
при обмене на разных уровнях памяти.