В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 89
Текст из файла (страница 89)
Будем рассматривать их' ' ' |акетные задания со временем обслуживания, равным общему времени в <ения. Этн же процессы можно рассматривать как непрерывные процессы, едующие циклического чередования работы процессора и устройств ввода-в согда время обслуживания будет представлять собой процессорное время,„.' )ующееся в одном ц дном цикле. В любом случае в рамках модели с очередями зг»" 1 зичина соответствует времени обслуживания.
Габлица 9.4. Пример планирования процессов Первым поступил — первым обслужен е'," Простейшая стратегия планирования "первым поступил — первым жен" (Ягела-соте-Ига-вегой — РСГЯ) известна также как схема "первым., шел — первым вышел", или схема строгой очередности. Как только пРо становится готовым к выполнению, он присоединяется к оч р д е е и готовых: цессов.
При прекращении выполнения текущего процесса д сса ля выполнений.; ' бирается процесс, который находился в очереди дольше других. На рис. 9.5 приведен пример выполнения одного цикла описанноао примера, а в табл. 9. б представлены некоторые ключевые р у е ез льтаты.,:- первых, определено время завершения каждого процесса, так са так что мы можем-", ределить время оборота Т, (1пгпагоппй $ипе — ТАТ), которое пр д ото ое и едставляет полное время, затраченное процессом в системе (время ожид ж ания и вреМй"' служивания). Более полезной величиной является нормализов изованное полное мя.
которое определяется как отношение полного времени к р ени ко в емени вания и указывает относительную задержку, испытываемую р м ю п оцессом. М',. мальное значение этого отношения — 1. Возрастание зна значения отнош соответствует снижению уровня обслуживания.
~ Си. терминов<агою о приложении Б и Ванной главе. 1 1 а < $1 1 1 1 1 3 3 « 1 $1 1 $ ! 1 а А В С 0 В 3 3 А В С < $ $1 0 а ! 3 1 1 1 1 1 $ ! А В С 0 1 3 3 $1 3 $ ! 1 А В С 0 Е ' О 5 1О 15 Рис. О,о, Сравнение стратегий нланированиа< Время Время Т ~т завершения оборот а т, Процесс Время входа 0 Время обслужива- 3 ния Т, О 1 1 100 1ОО 1ОО 199 1.99 100 101 Время завершения Время оборота Т„ 3 100 202 Среднее 100 26 1 00 1 17 2 25 2 40 6 ОО Т„,Р; В, о .-- 1 Время завершения Время оборота Т, 10.00 2 71::з' 17 11 15 7 ',В„о = 4 Время завершения 3 Время оборота Т„ 2.80 5.50 1.00 2.5 1. 75 11 3 1.00 1.17 2,75 2.80 1.50 15 8 20 10 :!. 13 4 14 2 7,20 2.17 1.00 2.80 1.00 1.59 Время завершения 3 Время оборота Т, ~ВТ 1.00 т„/т, 20 15 14 7 Время завершения 3 9 13 Время оборота Т, 2.80 3.50 1.00 1 17 2.25 19 11 13 3 10.00 2.60 1.50 2 29 20 Время завершения 4 Время оборота Т„ 1.
33 3.00 3.00 20 14 17 Время завершения 4 10.60 ' Время оборота Т„ 3,00 2*63 ~ " 1.33 2.50 3.50 2.80 Часть 4. Плани ' блица 9.5. Сравнение стратегий планирования А В С П Е Ср д ~ее.„, 3 9 13 18 20 3 7 9 12 12 8 60 4 18 17 20 15 .:1;"-' 4 16 13 14 7 10.80 1-33 2 67 3 25 2 80 3.50 2.71 Время завершения 3 9 15 20 Время оборота Т, Как видите, стратегия ГСГБ гораздо лучше работает для длинных и „..
сов, чем для коротких. Вот данные, приведенные в работе 1Г1ХК881: П роцесс Время входа Время Время обслуживания начала Т.. Нормализованное время оборота для процесса У оказывается существенно больп1им, чем для других процессов. Общее время нахождения процесса в системе в 10О раз превышает время, необходимое для обработки процесса. Такая ситуация возникает„когда короткий процесс поступает в систему сразу после длинного. С др- ДРУ- гой стороны, даже в таком экстремальном случае длинные процессы хорошо обрабагываются — так, время оборота процесса Е почти в два раза превышает время оборота У, но нормализованное время ожидания процесса Е меньше 2. Другая трудность при использовании стратегии ГСГБ связана с тенденцией процессов, ориентированных на работу с процессором, к получению преимущества над процессами, ориентированными на ввод-вывод.
Рассмотрим множество процессов, один из которых ориентирован на использование процессора, а остальные — на работу с устройствами ввода-вывода. При работе процесса, ориентированного на процессор, все остальные процессы вынуждены находиться в состоянии ожидания. Некоторые из них могут находиться в очереди ввода-вывода, в заблокированном состоянии, но могут и вернуться в очередь готовых к выполкению процессов за то время, пока выполняется процесс, ориентированный на использование процессора. Возникает ситуация, когда несмотря на потенциальное наличие работы для устройств ввода-вывода они находятся в состоянии простоя, П и ри прерывании выполнения текущего процесса, готовые процессы (ориентированные на ввод-вывод) быстро проходят через состояние выполнения и тут же же оказываются заблокированными очередной операцией ввода-вывода.
Если же в з в этот момент окажется заблокирован и процесс, ориентированный на использован ванне процессора, то последнии будет находиться в состоянии простоя и. таким об образом, стратегия ГСГЯ может привести к неэффективному использованию к как устройств ввода-вывода, так и процессора. Лляо н днопроцессорных систем ГСГЯ вЂ” не самая подходящая стратегия, но она часто о комбинируется с использованием приоритетов. В этом случае планиРовщик пол е ж олдерживает ряд очередей, по одной для каждого уровня приоритета, и Р~б~тает с и процессами в каждой очереди в соответствии со стратегией ГСГБ.
С акоп системы мы познакомимся позже, при рассм~трении планирования с обратной связью. круговое планирование Очези ны дный путь повышения эффективности работы с короткими процесса- и в схеме Г е ГСГБ — использование вытеснения на основе таймера. Простейшая стратегия осн „я кругового (карус нирования гго (гоцпд гоЫп — КВ). Таймер генерирует прерывания через опрелеленнь|е „ ервалы времени.
При каждом прерывании исполняющийся в настоящий .— Вава а 9. Планирование в системах с одним процессором Время Взаимодействие завершено Время отклика а я — 3 Квант временно а! Квант времени больше типичного взаимодействия ' ',Ъ'' Процесс получает Взаимодействие ', квант времени завершено Процесс полтчает квант времени Процесс вмтеснен Вмполнениедртгого процесса в б) Квант времени меньше типичного взаимодействия Рис. О.б. Влияние продоллсиптельности кванпш времени иа врелгл огпклигв тамент процесс помещается в очередь готовых к выполнению процессов, и нагает выполняться очередной процесс, выбираемый в соответствии са стратегфл: лСгЯ, Эта методика известна также как квантование времени ($ыпе з11с1пкг1, кальку перед тем как оказаться вытесненным, каждый процесс получает к ~ремени для выполнения.
При круговом планировании принципиальным становится вопрос о прод гельнасти кванта времени. При малом кванте времени короткие процессы будут.,„:в!й тасительно быстро проходить через систему, но при атом возрастают накладные коды, связанные с обработкой прерывания и выполнением функций планиро ледавательно, очень коротких квантов времени следует избегать. Одно из поле правил ил в этом случае звучит так: квант времени должен быть немного больше,, время, требующееся для типичного полного обслуживания. Если квант оказывд меньшего размера, большинство процессов потребует как минимум два кватпта "' ' мени. На рис. 9.6 проиллюстрировано влияние продолжительности кванта на время отклика.
Обратите внимание, что в предельном случае, когда квант ни превышает продолжительность самого длинного процесса, круговое плани вырождается в планирование УСТЬЯ. На Рис. 9.5 и в табл. 9.5 показаны результаты работы круговой лр и и использовант ии кванта вРемени г,'г с продолжительностью т и 4. Об руга но стратегии внимая е, что наиболее короткий процесс Е значител б и и . Обратите тельно ыстрее проходит че систему при малом кванте времени. тел ерез Круговая стратегия эффективна в системах общ х о щего назначения с разде лением времени и в,системах обработки транзакций.
Ч б б ц й. то ы о наружить один нэ основных недостатков круговой схемы рассмотрим б 1 ра оту с набором процессов, ориентированных как на процессор так и н и на нвод-вывод. Обычно у процессов с интенсивным вводам-выводом промежуток времени между двумя операциями ввода-вывода, когда процесс использу т ует процессор, меньше, чем процесса, ориентированного на использование процесса . В ра. результате возможна следующая ситуация: процесс с интенсин с нным вводом-выводом использует процессор в течение короткого промежу к ежутка времени и оказывается в заблокированном состоянии в ожидании заве ш завершения операции ввода- вывода. По завершении этой операции он вновь пр рисоединяется к очереди готовых к выполнению процессов. С другой стороны роны, процесс с интенсивным использованием процессора обычно использует от щ й отпущенны ему квант времени полностью и немедленна возвращается в очере очередь готовых к выполнению процессон.
Следовательно, процесс, ориентированный на работу с процессорам, получает значительно большее процесс рн ссорное время, что приводит к снижению производительности процессов с интенсивным ввадом-выв .ффе .тинному использованию устройств ввода-вын м-выводом, а- ынода и увеличению времени отклика. В ~НА1ЛЭ9Ц п е ложен 1 р д о улучшение кругового планирования, которое названо в работе виртуальным круговым планированием (у1г1па! гоппт1 го гп — Ъ'ВВ) и позволяет избежать пристрастности в работе. Данная схема показана на ис. 9.7. Н а рис...
оный процесс присоединяется к очереди готовых к выполнению п оцессов и р, у равление которой осуществляется на основе стратегии РСгЯ. Когда исче ерпывается время работающего процесса, он возвращается в очередь готоных к вып - выполнению процессов; при блокировании процесса для ожидания заве шения а р я операции ввода-вывода он поступает в очередь процессов, ожидаю их д щ завершения операции ввода-вывода.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
