Управление процессами Дисциплины планирования процессов. - презентация

1 Управление процессами Дисциплины планирования процессов

2 Диспетчер процессов Часть исполнительной системы операционной системы, реализующая алгоритм (дисциплину) планирования процессов (потоков) в соответствии с определенными условиями и требованиями, особенностями аппаратной части и операционной системы

3 Дисциплина планирования Совокупность правил, определяющая последовательность переходов процессов из одного состояния в другое

4 Требования к дисциплине Эффективность использования ресурсов Производительность системы Справедливость Приемлемое время отклика системы на запросы пользователя и узлов вычислительной системы

5 Механизмы планирования Таймер – позволяет отсчитывать время выполнения процесса в процессоре и регулировать загрузку процессора Переключение – позволяет подавать сигналы ядру на приостановку/возобновление процесса с переключением контекста Приоритеты – позволяют установить порядок переключения процессов в зависимости от различных факторов выполнения процессов

6 Очередь (FIFO – First In First Out) Без таймера Без переключения Без приоритетов Процессы выполняются в системе строго в том порядке, в котором они входят в систему Если в данный момент времени выполняется некоторый процесс, то следующий процесс должен ждать его завершения BsBs t процессы А В BeBe C CeCe CsCs Пунктиром показано время ожидания

7 Карусель (RR – Round Robbing) С таймером С переключением Без приоритетов Время процессора квантуется Каждый процесс в очереди получает некоторый квант для своего выполнения По истечении кванта система активизирует следующий процесс t процессы А В C квант Пунктир – время ожидания процесса Сплошные линии – время активност и

8 Кратчайшая работа – первая (SJF – Shortest Job First) Без таймера Без переключения С приоритетом Приоритетом является плановое время выполнения процесса Чем меньше плановое время, тем выше приоритет Плановое время определяется пользователем, что может привести к умышленному снижению этого времени t процессы А В BeBe C CeCe T(A) > T(C) > T(B) Момент определения приоритетов. T(C)

9 Кратчайшая работа – первая (SJF – Shortest Job First) Дисциплина дискриминационная – процессы, имеющие большое плановое время выполнения, могут вообще никогда не выполниться, если в систему постоянно будут входить «короткие» процессы Ненадежный механизм назначения приоритетов – плановое время может быть умышленно задано меньше, чтобы процесс имел больший приоритет Реализуется механизм наказаний за счет введения переключении и консервации t процессы А В BeBe C CeCe T(A) > T(В) > T(С), Но время выполнения процесса В было умышленно занижено Процесс В должен был завершиться, но он продолжает выполняться Вынужденное ожидание процесса С, пока система не включит механизм наказания Процесс В наказан и законсервирован. Он возобновит свою работу после завершения всех «честных» процессов

10 По кратчайшему оставшемуся времени выполнения (SRT – Shortest Robbing Time) Без таймера С переключениями С приоритетом Приоритетом является оставшееся время выполнения процесса, которое рассчитывается как плановое время минус время активности процесса Переключение происходит в момент входа в систему нового процесса или при выходе завершенного процесса из системы T(A) = 5; T(B) = 4; T(C) = 2 А входит в t = 0 B входит в t = 1 C входит в t = 2 t процессы А В 1 C 2 Момент входа процесса В. Оставшееся время для А – О(А) = 4 О(В) = 4 Переключения нет происходит Момент входа процесса С. Оставшееся время для А – О(А) = 3 О(В) = 4 О(С)=2 Переключение на процесс С Момент выхода процесса С. Оставшееся время для А – О(А) = 3 О(В) = 4 Переключение на процесс А

11 По наивысшему относительному рейтингу (HRN - Highest Related-rating Next) Без таймера С переключениями С приоритетами Приоритетом считается относительный рейтинг, рассчитанный по формуле При расчете рейтинга учитывается, что процесс долгое время простаивал Чем дольше процесс ожидает, тем выше его рейтинг

12 По наивысшему относительному рейтингу (HRN - Highest Related-rating Next) T(A) = 5; T(B) = 4; T(C) = 2 А входит в t = 0 B входит в t = 1 C входит в t = 2 t процессы А В 1 C 2 T = 1P(A) = 1 P(B) = 1 Без переключений T=2P(A) = 1 P(C) = 1 P(B) = (4+1)/4 = 1,25 Переключение на В Т = 6Р(А) = (3+4)/3 = 2,33 Р(С) = (2+4)/2 = 3 Переключение на С 6

13 Многоуровневые очереди с приоритетами С таймером С переключением С приоритетами Реализуется n – очередей Для каждой очереди задается свой размер кванта времени – чем больше номер, тем больше квант Все процессы попадают изначально в первую очередь Если процесс переходит в состояние ожидания, то он выводится из системы, а после возвращения ставится в первую очередь Если процесс в k-ой очереди отработал свой квант времени и снова перешел в состояние готовности (не прервался), то он переводится в очередь k+1 Очередь n реализуется как циклическая