Производительность ограниченного конвейера

Работа посвящена изучению производительности ограниченного конвейера — вычислительного конвейера, число активных ступеней которого в каждый момент времени ограничено сверху некоторым значением. Рассмотрены ограниченные конвейеры с заданными суммой и максимумом задержек ступеней. Ступени могут иметь разные задержки. Основная задача — построение аналитической модели для расчета времени обработки заданного объема данных с помощью этого ограниченного конвейера. Решение упрощается, если ограничение рассматривать как структурный конфликт конвейера. Эта аналитическая модель построена для случая, когда работа ограниченного конвейера обладает свойством непрерывности обработки каждого входного элемента. Для таких конвейеров в работе доказана гипотеза о том, что минимальное число процессоров, при котором достигается наибольшая производительность, равно наименьшему целому числу, не меньшему отношения суммы задержек ступеней к их максимальной задержке. Установлено, что если не требовать свойства непрерывности, то эта гипотеза неверна. Построенная модель может быть применена для синхронизации работы ступеней ограниченного конвейера со свойством непрерывности. Если не требовать свойства непрерывности, то получаем асинхронный ограниченный конвейер, синхронизация работы ступеней которого осуществляется на основе готовности данных. Разработано программное обеспечение, позволяющее вычислять время обработки данных с помощью асинхронного ограниченного конвейера.