9. Планиров-е процессов. Очередь.

С-ма уп­р-я процессами обеспеч-ет прохождение процесса через комп. В завис-ти от сост-я процесса ему должен быть предоставлен тот или иной ресурс. Распределение процессов между имеющимися ресурсами носит назв-е планирование процессов. Одним из методом планир-я процессов, ориентированных на эффективную загрузку ресурсов, явл-ся метод очередей ресурсов. Новые процессы нах-ся во входной очереди (располаг-ся во внеш.памя-ти), часто называемой очередью работ — заданий. Готовые к выполн-ю процессы располаг-ся в основной па­мяти и связаны очередью готовых процессов.Процессы в этой очере­ди ожидают освобожд-я ресурса процессорное время. Процесс в сост-и ожидания заверш-я операции вв-вы­вода нах-ся в одной из очередей к оборудованию в/в. При прохождении через комп процесс мигрирует между различными очередями под упр-ем пр-мы, ктр наз-ся планировщик. ОС, обеспечивающая режим мультипрог­раммир-я, обычно вкл-ет 2 планировщика — долгосрочный и краткосрочный. Основное отл-е между долгосрочным и краткосрочным пла­нировщиками заключ-ся в частоте запуска, #: кратко­срочный планировщик может запуск-ся каждые 100 мс, долго­срочный — 1 раз за неск-ко минут.

Долгосрочный планировщик решает, какой из процессов, находя­щихся во входной очереди, должен быть переведен в очередь гото­вых процессов в случае освобожд-я ресурсов памяти. На уровне долгосрочного планирования объектом явл-ся не отдельный процесс, а некоторое объединение процессов по f-ному назначению, ктр наз-ся работой (приложени­ем). Каждая работа рассматр-ся как независимая от других ра­бот деят-ть, связанная с использ-ем одной или многих пр-м и характеризующаяся конечностью и опр-тью.

Краткосрочный планировщик решает, какой из процессов, нахо­дящихся в очереди готовых процессов, должен быть передан на вы­полн-е в CPU. На уровне краткосрочного планирования объектом упр-я явл-ся процессы, ктр выступают как потребители централь­ного процессора д/внутр-них процессов или внешнего процессо­ра д/внешних процессов. Выделение процессора процессу производ-ся многократно, с целью достижения эффекта мультипрограммир-я, и такой про­цесс наз-ся диспетчеризацией.

Назад

10. Взаимод-е процесов.

Совместно выполняемые про­цессы могут быть либо независимыми, либо взаимодействующими. Взаим-е заключ-ся в передаче дан-х между процес­сами или совместном использ-и некоторых ресурсов и обычно реализ-ся с помощью таких механизмов, как транспортеры, оче­реди, сигналы, семафоры. Транспортеры (каналы) явл-ся ср-вом взаим-я родственных процессов, представляют собой обл-ть памяти, имею­щую файловую орг-цию, д/ктр обеспеч-ся запись и считывание дан-х в транспортере. Порядок записи дан-х на транспортер неизменен, не допус­кается повторное считывание дан-х. Обмен данными происходит не непосредственно, а через транс-портер. Очереди могут обеспечивать передачу или ис­польз-е общих дан-х без перемещения дан-х, а с передачей эл-та очереди, содержащего указатель дан-х и V массива дан-х. Очередь использ-ся вместе с механизмом общей памяти. Эл-т очереди может быть считан с уничтожением или без унич­тожения этого эл-та. Создающий процесс может выполнять следующие действия над очередью: 1)создание очереди; 2)просмотр; 3)чтение; 4)закрытие. Записывающий процесс осуществляет действия: 1)открыть очередь; 2)записать в очередь; 3)закрыть очередь.

Сигнал явл-ся механизмом передачи требования от одного процесса к другому на немедленное выполн-е действия, явл-ся аналогом обработки прерыва­ния. Семафоры явл-ся механизмами передачи сообщений от од­ного потока к другому о наступлении некоторого события. Различа­ют семафоры системные и операт.памяти (они не созд-ся и не откр-ся, а устанавл-ся.в опр-ное сост-е). ОС исп-ют разные термины д/опр-я способов межпроцессного взаим-я.В ОС OS/2 и Microsoft Windows сущ-ет специальный механизм (DDE - динамический обмен данными) д/взаим-я процессов в реальном масштабе времени. Он стандартизирует процесс обмена командами, сообщениями и объектами д/обра­ботки между задачами. Другим интерфейсом д/обмена данными явл-ся OLE (связывание и встраивание объектов; позволяет хранить объекты, созданные одной програм­мой, в объектах, созданных другой программой). Одним из наиболее простых, удобных и интуитивных интерфей­сов межпрограммного взаим-я явл-ся буфер обмена – Clipboard, ктр может содержать в себе 1 i-ный объект — фрагмент текста, рисунок и т. д.

Назад

11. Стратегии планир-я проц-ра.

1.)I-ый пришел I-ый обслуж-ся. Заключ-ся в том, что процессор передается тому процессу, ктр раньше всех других его запро­сил. Стратегии FCFS присущ так называемый «эффект конвоя», ктр приводит к снижению загруженности как процессора, так и периферийного обор-я.

2)Стратегия «наиболее короткая работа выполн-ся I-ой». Снижает время ожи-дания очереди. Трудность заключ-ся в невозмож-ти заранее опр-ть величину времени послед-го обслуж-я. Поэтому стратегия часто примен-ся в долгосрочных пла­нировщиках.

3)Приоритетное план-е - предполагает, что каждому процессу приписывается приоритет, определяющий очередность предоставле­ния ему CPU. Приоритет — это целое положительное число, на-ходя­щееся в некотором диапазоне, например от 0 до 7 или от 0 до 1024. Чем меньше значение числа, тем выше приори­тет процесса. Приоритеты назнач-ся, исходя из совок-ти внутренних (требования к памяти, кол-во откр-х ф-лов) и внешних (важность процесса, тип и величина ф-лов, использ-мых д/оплаты) по отношению к ОС факторов.

4.)«Карусельная» стратегия план-я примен-ся в с-мах разделения времени. Опр-ся неболь­шой отрезок времени t_k, названный квантом времени. Очередь готовых процессов рассматр-ся как кольцевая. Процес­сы циклически перемещ-ся по очереди, получая CPU на время, равное 1 кванту. Новый процесс добавляется в хвост очереди.

5)План-е с исп-ем многоуровневой очереди разработана д/ситуа­ции, когда процессы могут быть легко классифицированы на 2 группы: интерактивные (проц-с переднего плана) и пакетные (фоновые). Эта стратегия разделяет очередь готовых процессов на неск-ко очередей, в каждой из ктр

нах-ся процессы с одинаковыми св-вами, и каждый из ктр может планироваться индивидуальной стратегией.

6)Исп-ние многоуровневой очереди с обратными связя­ми предполагает, что процессы при опр-ных условиях могут перемещаться между очередями. Здесь организ-ся N очередей. Все новые запросы по­ступают в конец I-ой очереди. Первый запрос из i-и очереди поступает на обслуж-е лишь тогда, когда все очереди от 1-й до i пустые. На обслуж-е выделяется квант времени t_k. Если за это время обслуж-е запроса заверш-ся полностью, то он покидает с-му. В противном случае недообслуженный за­прос поступает в конец i + 1-й очереди.

7)Приоритетная многоочередная дисциплина обслуж-я может исп-ть обслуж-е с абсолютным и относительным приоритетом. При обслуживании с абсолютным приоритетом приоритет опр-ся номером очереди, и I-ми обслуж-ся запросы, обладающие наивысшим приоритетом. Обслу­ж-е с относительным приоритетом не вызывает прерывания обслуживаемой заявки до ее заверш-я, даже если она менее при­оритетная.

Назад

12. Упр-е невиртуал.памятью.

1)Свопингом (перекачкой) наз-ся ме­тод упр-я памятью, основанный на том, что все процессы, участвующие в мультипрограммной обработке, хранятся во внешней памяти. При свопинге из осн.памяти во внешнюю (и обратно) перемещ-ся вся пр-ма, а не ее отдельная часть. Осн-е примен-е свопинг находит в с-мах разделения времени, где он исп-ся одновременно со стратегией Round Robin план-я CPU. В начале каждого временного кванта блок упр-я памятью выгружает из осн.памяти процесс, работа ктр была толь­ко что прервана, и загружает очередной выполненный процесс. Ме­тод свопинга влияет на величину временного кванта стратегии Ro­und Robin. Недостаток «чистого» свопинга заключ-ся в больших потерях времени на загрузку или выгрузку процессов. Поэтому в современ­ных ОС исп-ся модифицированные ва­рианты свопинга. 2)Смежное размещ-е процессов. Методы размещ-я про­цессов в осн.памяти по отношению к расположению участков памяти, выделенных д/одной и той же пр-мы, делят на 2 класса. I-ый – метод смежного размещ-я, II-ой-несмежного. Смежное размещ-е явл-ся простейшим и предполагает, что в памяти, начиная с некоторого начального адреса, выделяется 1 непрерывный участок адресного простр-ва. При несмежном размещ-и пр-ма разбивается на множ-во частей, ктр располаг-ся в различных, необязательно смежных участках адресного простр-ва.

Мультипрограмм-е с фиксированными разделами (MFT) предполагает разделение адресного простр-ва на ряд разделов фиксированного раздела. В каждом разделе размещ-ся 1 процесс. В этом случае, если соответствующий адресам процесса раздел занят, процесс остается в очереди во внешней памяти даже в том случае, когда другие разделы свободны. При мультипрограмм-и с трансляцией в перемещаемых адресах имеются 2 причины фрагментации. I — размер за­груженного процесса < размера, занимаемого разделом (внут­ренняя фрагментация), II — размер процесса в очереди > размера свободного раздела. Д/защиты памяти при мультипрограмм-и с фиксиро­ванным кол-вом разделов необходимы 2 регистра. I - регистр верхней границы, II - регистр нижней границы.

Мультипрограмм-е с переменными разделами (MVT) предполагает разделение памяти на разделы и исп-е загрузочных моду­лей в перемещаемых адресах, однако границы разделов не фиксиру­ются. Мультипрограмм-е с переменными разделами и уплотне­нием памяти – этот метод может создать ситуацию, когда в памяти образ-ся множ-во малых фрагментов, каждый из ктр может быть недостаточен д/размещ-я очередного процесса, однако суммарный размер фрагментов превышает размер этого про­цесса. Уплотнением памяти наз-ся перемещение всех занятых разделов по адресному простр-ву памяти таким образом, чтобы свободный фрагмент занимал 1 связную область.

Назад