Оглавление
Критерии планирования. 3
Взаимодействующие процессы. 7
Реализация семафоров и мониторов с помощью очередей сообщений. 10
Практическое задание №1. 15
Практическое задание №2. 16
Литература. 18
Вариант 9
Критерии планирования. Взаимодействующие процессы. Реализация семафоров и мониторов с помощью очередей сообщений.
Практическое задание
Возможны ли следующие переходы процесса из одного состояния в другое? a. Из состояния готовность в состояние исполнение. b. Из состояния рождение в состояние ожидание. c. Из состояния исполнение в состояние готовность.
Если переход возможен, кратко сформулируйте, когда он происходит. Если невозможен, напишите почему.
Пусть в вычислительную систему поступают пять процессов различной длительности по следующей схеме:
Литература [3, 4, 5, 6]
Вычислите среднее время между стартом процесса и его завершением (turnaroud time) и среднее время ожидания процесса (waiting time) для каждого из трех алгоритмов планирования FCFS (First Come First Served), RR (Round Robin) и SJF (Short Job First). При вычислениях считать, что процессы не совершают операций ввода-вывода, величину кванта времени принять, равной 1 (временем переключения контекста пренебречь). Процесс, поступающий в систему, считать готовым к исполнению в момент поступления. Для алгоритма RR принять, что вновь прибывший процесс помещается в начало очереди процессов, готовых к исполнению, и, следовательно, сразу выбирается на исполнение.
Планирование производится таким образом чтобы поддерживался максимальный баланс занятости системы. Например: в очереди на выполнение имеются 4 процесса, 2 из которых требуют значительного количество работы устройств ввода вывода и малого количество процессорного времени, а 2 других процесса требуют большого количество процессорного времени и малого времени работы устройств ввода вывода. Все процессы будут выполнятся значительно скорее если они будут запускаться попарно: процесс требующий большого количество работы устройств ввода вывода и малого количество времени процессора, а так же процесс требующий большого количество процессорного времени и малого времени работы устройств ввода вывода.
Для ОС пакетной обработки данных кроме того используются следующие критерии планирования:
Максимальная пропускная способность ЭВМ в целом. Максимальное использование процессора. Минимальное время выполнения одного задания (процесса).
Для интерактивных ОС при планировании ведется учет того, что ОС должна обладать минимальным временем отклика на запрос пользователя.
Кроме того в этом случи ОС должна уметь настраиваться под пожелания отдельных пользователей.
Для ОС реального времени при планировании должно обеспечиваться окончание работы процесса к заданному времени для предотвращения потери данных, исключения возможных взаимоблокировок процессов, предсказуемости поведения ОС.
Одним из методом планирования процессов, ориентированных на эффективную загрузку ресурсов, является метод очередей ресурсов. Новые процессы находятся во входной очереди, часто называемой очередью работ - заданий (job queue).
Входная очередь располагается во внешней памяти, во входной очереди процессы ожидают освобождения ресурса - адресного пространства основной памяти. Готовые к выполнению процессы располагаются в основной памяти и связаны очередью готовых процессов или ready queue. Процессы в этой очереди ожидают освобождения ресурса процессорное время.
Процесс в состоянии ожидания завершения операции ввода - вывода находится в одной из очередей к оборудованию ввода - вывода, которая носит название devices queue. При прохождении через компьютер процесс мигрирует между различными очередями под управлением программы, которая называется планировщик. (scheduler) Операционная система, обеспечивающая режим мультипрограммирования, обычно включает два планировщика - долгосрочный (long term scheduler) и краткосрочный (short term scheduler / CPU scheduler).
Литература
Дансмур М. Операционная система UNIX / М. Дансмур, Г. Дейвис. – М.: Радио и связь, 1989. Дейтел Г. Введение в операционные системы: в 2 т. / Г. Дейтел; пер. с англ. – М.: Мир, 1987. Клочко В.И. Теория вычислительных процессов и структур: учеб. пособие / В.И. Клочко. – Краснодар: КубГГУ, 1999. Концептуальное моделирование информационных систем / под ред. В.В. Фильчакова. – СПб.: СПВУРЭ ПВО. 1998. Олифер Н.А. Сетевые операционные системы / Н.А. Олифер, Г.В. Олифер. – СПб.: Питер, 2001. Соловьев Г.Н. Операционные системы ЭВМ: учеб. пособие / Г. Н. Соловьев, В.Д. Никитин. – М.: Высш. шк., 1989.
