В. Столлингс - Операционные системы (1114679), страница 91
Текст из файла (страница 91)
Еще один путь предоставления п им — или я преимущества коротким процессам стоит в применении штрафных санкц ссам сосанкции к долго выполняющимся п ес другими словами, раз уж мы не мо е б можем ра отать с оставшимся временем выполнения, мы будем работать с затраченным временем. Вот как этого мо жно достичь. Выполняется вытесняющ ( планирование с использованием динамическо ее по квантам времени амического механизма. При входе систему он помещается в очередь ВЦО ( .. 9.
см. Рис..4). После первого выполнени возвращения в состояние готовности п процесс помещается в очередь ВЯ1. В дальнейшем при каждом вытеснении этого процесса он вносится в оче ь со длинные процессы постепенно т. аким разом, новые короткие процессы получают имущество в выполнении над старыми длинными п т преочереди для выбо длинными процессами. В рамках каждой для выбора процесса используется стратегия ЕСТСЯ. По достижении оче наиболее низким приоритетом и цесс е н о достижении очереди с нения попадая в нее вновь (таким образом, эта очередь, по с ~, об б клическо стратегии).
, по сути, рабатывается с На рис. 9.10 проиллюст и ован этот м р р механизм планирования; пунктирной иниеи показан путь длинного и о есс ини р цесса по различным очередям. Такой подход известен как многоуровневый возврат (пш1Ые~е1 ХеейЬас12), поскольку при блоуро Р ц существляется его возврат, на очередной вень приоритетности. теснени Имеется несколько азнов| р ~дностей данной схемы, В простейшем случае выснение выполняется так же как и в рез пе и в случае применения стратегии ВВ, — чепериодические интервалы в емени.
пе р р мени. В нашем примере (рис. 9.5 и табл. 9.5) пользован именно этот метод, с квантом времени, равным 1. При такой простой схеме имеется о что в ем ся один недостаток, заключающийся в том, вРемя оборота длинных и оцессов запуском р ц ов резко растягивается.
В системе с частым ском новых процессов в связи с этим для мен с этим вполне вероятно появление голодания. Уменьшения отрицательного э кта м вытеснения э~ 1 кта мы можем использовать разное время няется в пения для процессов из азных р х очередей: процесс из очереди ВЯО вынося в течение одной единицы в ем выголняет ц ремени и вытесняется; процесс нз очереди ВЯ1 ' лняется в течение двух едини в ем а ы пол няет д иц времени и т.д. — процесс из очереди Щю ся до вытеснения в течение с"емы также и ов ие единиц времени.
Использование этой также проиллюстрировано на рис. 9.5 и в табл. 9.5. 2 На рис. ОБ указан касс ГВ. 1ъ лава 9. Плани в рование в системах с одним процессором 478 'Часть 4 Планиров Сначала мы заметим, что любая стратегия плани ирования, которая выбирает очередной обслуживаемый процесс независимо от в и б т времени о служивания, по чиняется следующему соотношению. ПОД- ° ° Рис.
ЯЛО. Планирование со снижением приоритета Даже при выделении процессу с более низким приоритетом большего честна времени для выполнения не удается полностью избежать голодания, одним средством против голодания может служить перемещение процесса а редь с более высоким приоритетом, если процесс не был обслужен в тече которого порогового времени в данной очереди. Сравнение производительности 2 Очевидно, что при выборе стратегии планирования критическим стаи вопрос производительности. Однако точное сравнение стратегий невозмо силу того, что относительная производительность зависит от ряда фак включая распределение времени обслуживания различных процессов, ность планирования и механизм переключения контекстов, а также пр| просов к устройствам ввода-вывода и их производительность. Тем не ме попытаемся сделать хотя бы самые общие выводы. Анализ очередей В этом разделе мы используем основные формулы, описывающие очередей, в предположении запуска процессов в соответствии с распРеЛ ел 3 Пуассона и экспоненциального времени обслуживания.
Подробнев с терминологией. связанной с очередями, можно познакомит втором приложении к данной главе; материалы по анализу очередей можно жно най ' адресу: асср= /~и2112аоЯСв11 2лдз. ссчг/Ягиоел СнирросС. псами. Часть 4. Плани :у аблнца 9.6 Фо ° жрмулы для д ух классов приоритетов а) Общие Формулы: Р Лположення: Поступленн е новых проц сов подчння ся р„ ре Л ленню Пуассона Пропессы с с пРиоритетом 1 обслуживаются перед Р пассами с приоритетом 2 Длнп о е Р ц ссов с равным прнорнтетом применяется стратегия " я первым вошел — первым вьппел" Во время обс обслуживания процессы не прерываются П о Р цессы не покидают очередь Л=Л +Л 1 2 Р,. = Л,Т, Рг = Л2Т2 Р = Р,, + Р2 = — 'Т + — 'Т ' у'" Т= — 'Т + — "Т Л «2 Глава 9 тт в системах с одним процесс Т вЂ” вРемя оборота ~общее время пребывания в системе, ожидания выполнения); Т вЂ” среднее время обслуживания (среднее время нахож ождения в состоянии выполняющегося процесса), степень использования процесса В частности, планирование с использованием приоритетов, при котором приоритет каждому процессу назначается независимо т от ожидаемого времени об- служивания, обеспечивает то же среднее время оборот о рота, что и простейшая стра- тегия ЕСЕБ.
Более того, эти средние значения не зав е зависят от наличия или отсут- ствия вытеснения. За исключением стратегий РСЕБ и ВЯ, рассматривавшиеся стратегии планиро- вания осуществляют выбор процесса с учетом ожида мо емого времени обслуживания. К сожалению, очень сложно разработать точные аналитические модели этих стра гий.
днако мы можем попытаться рассмотреть относитель — ~по страте ль2гуто производительность тегнй — в сравнении со стратегией ЕСГБ, рассматривая приоритетное планирование, в котором приоритет основан на времени обслуживания. Если планирование выполняется с учетом приоритетов и если классы при- оритетов процессам назначаются на основе времени обслуживания, выявляются определенные отличия разных стратегий. В табл. 9.6 приведены формулы, полу- чающиеся при использо вании двух классов приоритетов с различным временем обслуживания я каж дл дого класса. Л в таблице обозначает частоту поступления новых процессов в систему. Приведенные результаты могут быть обобщены для произвольного количеств а классов приоритетов.
Обратите внимание, что для не- П вытесняющего и вытесняю ег ющего планирования получаются разные результаты. Ри вытесняющем плани ов ировании предполагается, что низкоприоритетный про- цесс немедленно и е ывае Чесс с р р ается, как только становится готов к выполнению прос более высоким приоритетом. - 'Ъ, Окончание табл. Ф'"', а1 Экспоненциальноа время служивания с наличием вь~а-:,''е',, ':::к., ', теснения ., р,тв ьр,т„ т„, -т„ Т =' — ' Т„= 1+ — ' р,т„ 1-р, рт, ' Т„=1+ — рт + 1Р '" 1р О.4 О.б ~'~епа"ь использоааииа процессора 1е1 О.б 0.2 Степень испопьзоааииа процессора 1а) Часть 4.
Плани 8 . поненциальное время обслуживания, прорыва ~ отсутствуют Ф' В качестве примера рассмотрим случай с двумя классами приоритетов, рай".'~- а количеством поступающих в систему процессов каждого класса и с '"-'Ф' ' менем обслуживания низкоприоритетного класса, в 5 раз превышающщ~~~: мя обслуживания высокоприоритетного класса.
Тем самым мы хотим от дпочтение коротким процессам. На рис. 9.11 показан общий результат. дпочтении коротких процессов среднее нормализованное время обо .ньшается. Как и следовало ожидать, результат еще лучше при испол ~ вытеснения. Обратите, однако, внимание на то, что на общую произво ьность это влияет не так сильно. Рис. РЛ1. Общее нормализованное время отклика Однако при отдельном рассмотрении классов приоритетов набл рачительные отличия.
На рис. 9.12 показаны результаты для коротких >вс высоким приоритетом. Для сравнения верхняя кривая на графике и на в предположении, что приоритеты не используются и мы п росто рассматриваем относительную производительность той половины проц роцессов, продолжительность выполнения которых меньше. Две другие линии по построены с учетом того, что зти процессы имеют более высокий приоритет.
На ис. 9.1 р ..13 показаны результаты того же анализа для низкопри оприоритетных длительных процессов. Как и следовало ожидать у зтпх проц Э р ессов при приоритетном планировании наблюдается снижение производительности. рце, Р.12. Но рма.~изованкое время отклика для короткая процессов Имитационное мсделнронание Некото ые т р е трудности аналитического моделирования преодолеваются посредством исп пользования имитации дискретных событий, что позволяет модели овать пп Р широкий диапазон различных стратегий.
Недостаток имитационного модели овани д рования состоит в том, что полученный результат применим только для конк етног кретного множества процессов при заданных аредположениях- Несмот я на это и р а это, имитационное моделирование позволяет получить интеРесные и полезные результаты. Отчет об одном из таких исследований имеется в 1г1ХК881.
Имитировзлось поведение 50000 ОО процессов со скоростью входа в систему Л = 0.8 и средним временем обслуживания - у вания Т, .— — 1. Таким образом, предполагается, что степень исп~льзования и роцессора равна р = ЛТ, =0.8. Обратите внимание — здесь исследуется тол лько одна степень использования процессо а. Р- 1лаиа 9. р--- """нРснанне в системах с одннм нрсцес в 4 и о. е Щ е о Справедливое планирование Часть 4. Планн 0 0 0.2 0.4 О.б 0.8 1.0 Степень использования процессорз (р) Рис. 9.ЕЗ.
Кормализованное время отклика для длинных процессов Для представления результатов моделирования процессы группируютса"., оцентили по 500 процессов в соответствии со временем их обслуживания. м образом, 500 процессов с минимальным временем обслуживания содержа , '' уервом процентиле; если исключить эти процессы, 5 р ц 500 и о ессов с миним ~м временем обслуживания среди оставшихся попада ают во второй процен г.д.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
