А.Н. Томилин - Операционные системы супер-ЭВМ (1156254), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

При обращении к какой-либо функции из базового набора транспортной службе должны передаваться некоторые параметры, которые в дальнейшем будем называть параметрами примитивов. По исполнении примитива транспортной службой абоненту выдаются ответные параметры.

Примитивы установления соединения.

Активные операции по установлению транспортного соедине­ния предполагают указание абонентом ключа желаемого партнера (примитив "Запрос соединения"). Положительный ответ ТС на этот примитив означает, что соединение с желаемым партнером установ­лено.

Пассивные операции могут быть двух типов:

1. Аналогичные активным (примитив "Только ты!").

2. Партнер заранее неизвестен (примитив "Кто там?").

Положительный ответ ТС на второй примитив означает, что есть подходящий партнер-активная сторона. Теперь абонент может согласиться на установление соединения с этим партнером (прими­тив "Ответ соединения", положительный ответ ТС на который озна­чает, что соединение установлено ) или не согласиться (примитив "Отказ соединения", положительный ответ на который извещает о новом подходящем партнере и необходимости принятия решения об установлении соединения с ним).

При установлении соединения партнеры идентифицируются по ключу, состоящему из трех полей: номер ЭВМ в сети, идентифика­тор задания и номер порта.

Примитивы переноса данных

Положительный ответ ТС на примитив "Передай фрагмент" означает, что фрагмент вопроса передан. Положительный ответ ТС на примитив "Передай последний фрагмент и прими ответ" означа­ет, что на данный вопрос получен ответ.

Положительный ответ на примитив "Возьми буфер" означает, что буфер принят на учет ТС. Первоначально все буфера для прие­ма фрагментов на пассивной стороне имеются. Положительный ответ на примитив " Жду фрагмента" означает, что в ранее предостав­ленный буфер принят фрагмент вопроса. Примитивов "Жду фрагмен­та" можно одновременно задавать не больше, чем имеется буферов на учете ТС. При выдаче положительного ответа на примитив "Жду фрагмента" буфер снимается с учета ТС. Положительный ответ на примитив "Передай ответ" означает, что ответ отправлен по сое­динению.

Примитив терминации соединения

Положительный ответ на этот примитив означает, что соеди­нение терминировано ( или терминирован процесс установления соединения). Примитив необходимо задавать на обоих концах сое­динения.

3.7. Обработка исключительных ситуаций в ОС ОМ.

Исключительной ситуацией в ОС ОМ называется возникновение во время выполнения программы такой ситуации, в результате которой дальнейшее выполнение программы либо невозможно, либо требуется специальная реакция программы на эту ситуацию.

Исключительные ситуации разбиты на группы. К нулевой груп­пе относятся исключительные ситуации, определяемые аппаратурой. Это могут быть: ошибка памяти, передача управления за адресное пространство задачи, попытка обратиться за операндами вне адресного пространства задачи и т.д. Возникновение этих исклю­чительных ситуаций приводит к прерываниям в задаче, т.е. к прекращению выполнения программы и передаче управления ядру ОС. К аппаратным исключительным ситуациям примыкает и исчерпание времени, заказанного для выполнения задания.

Следующие 31 группа ( с 1 по 31 ) относятся к ошибочным ситуациям, возникающим при некорректной работе с различными компонентами ОС, работающими в пространстве задачи пользователя и вне его (кластеры, системные задачи).

Последние 32 группы (с 32 по 63) - исключительные ситуа­ции, объявляемые при работе пользовательских программ.

В каждой группе исключительные ситуации имеют внутреннюю (для группы) нумерацию. В последних 32 группах (пользователь­ских) пользователь сам определяет нумерацию.

В задаче можно определить подпрограмму, в которой будут обрабатываться исключительные ситуации. Если такая подпрограмма определена, то при возникновении исключительной ситуации на нее будет передано управление и сообщено о характере ошибки. Опре­деление подпрограммы, реагирующей на исключительные ситуации, называется установкой уровня реакции. Этому соответствует при­митив управления исключительными ситуациями. Одной такой уста­новкой уровня реакции можно определить реакцию на совокупность групп исключительных ситуаций.

Существует обратная операция: снятие уровня реакции. Этой операции также соответствует примитив управления исключительны­ми ситуациями. После обращения к этому примитиву заданная в установке уровня реакции процедура обработки исключительных ситуаций перестает реагировать на исключительные ситуации.

Внутри задачи может быть определено несколько уровней реакций на исключительные ситуации. Установка уровня реакции образует новый уровень с номером на единицу больше предыдущего. Этот номер можно получить в обратном параметре примитива уста­новки уровня реакции. При возникновении исключительных ситуаций управление будет передано на подпрограмму, указанную в уровне с максимальным номером, реагирующем на данную группу исключитель­ных ситуаций.

На самом нижнем уровне находится подпрограмма ОС, которая устанавливает реакцию на все группы исключительных ситуаций.

В подпрограмме, перехватившей исключительную ситуацию, можно организовать три типа обработки исключительных ситуаций:

1) После обработки исключительной ситуации в подпрограмме не продолжать прерванную программу.

2) После обработки исключительной ситуации можно продол­жить выполнение прерванной программы либо с предопределенной точки, либо с точки возврата из подпрограммы, сгенерировавшей данную ситуацию.

3) В зависимости от какого-либо условия в подпрограмме обработки исключительных ситуаций можно пойти либо по первому пути, либо по второму.

В подпрограмме обработки исключительных ситуаций можно выдать стандартную диагностику ОС по данной исключительной ситуации в стандартный файл выдачи.

Для генерации исключительной ситуации у другой задачи существует примитив "Послать плохой ответ" (смотри "Примитивы сообщений в ОС ОМ").

3.7.1. Примитивы исключительных ситуаций

УСТУР (ШКАЛА, ПОДПРОГРАММА, БУФ) (НОМУР)

Установка уровня реакции на исключительные ситуации. ШКАЛА - шкала реакций на группы исключительных ситуаций состоит из 1-й ячейки. Наличие "1" в разряде шкалы означает, что реакция на соответствующую группу исключительных ситуаций будет установлена. ПОДПРОГРАММА - подпрограмма для обработки ошибочных ситуа­ций в случае, если заказана реакция. БУФЕР - буфер уровня имеет фиксированный размер, равный пяти словам. НОМУР - номер вашего уровня - выходной параметр.

Таблица соответствия.

В момент начала работы пользовательской или системной подпрограммы обработки исключительных ситуаций буфер будет заполнен следующим образом:

1. Номер группы исключительной ситуации

2. В00 при исключительной ситуации

3. Счетчик адреса команд при исключительной ситуации

4. Адрес дополнительной информации

5. Длина дополнительной информации

СНЯТЬ (НОМУР)

Снятие уровней до указанного. НОМУР - номер вашего уровня. Если необходимо снять уровни до вашего включительно, то нужно воспользоваться номером уровня из ответного параметра при установке уровня. Если необходимо снять уровни, не включая ваш, то надо к вашему уровню прибавить 1.

ГЕНИС (НОМГР, ДОПИНФ, ДЛИНА)

Генерация исключительной ситуации.

НОМГР - номер группы исключительной ситуации. Например, если исключительную ситуацию генерирует программа, относящаяся к вводу/выводу, то значением этого параметра будет 2.

ДОПИНФ - дополнительная информация об исключительной ситу­ации.

ДЛИНА - длина дополнительной информации.

Для того, чтобы сгенерировать исключительную ситуацию в другой задаче, необходимо воспользоваться примитивом "Послать плохой ответ." При этом ответ должен быть задан в следующем виде: в первом слове ответа задается номер группы исключитель­ной ситуации, остальные слова - дополнительная информация.

3.8. Функциональный протокол пересылки заданий.

Локальная сеть "Электроника СС БИС" неоднородна. В нее входят одна или несколько основных машин и разнообразные внеш­ние машины. Каждая из внешних машин работает под управлением своей собственной операционной системы. Языки управления зада­ниями в этих операционных системах несовместимы. Поэтому задача построения общесетевой службы управления заданиями с общей оче­редью и общим языком управления не ставилась. В противном слу­чае была бы очень затруднена адаптация внешних машин к условиям работы в локальной сети суперЭВМ.

Был избран следующий подход. Задание, подготовленное к выполнению в локальной сети, состоит из набора шагов, часть из которых выполняется на одной машине сети, часть на других. При­чем для каждой группы шагов пользователь явно указывает, на какой машине сети она выполняется. Описание каждой группы шагов производится на языке управления заданиями соответствующей машины. Переход задания из одной машины сети в другую происхо­дит при помощи обращения к службе пересылки заданий. Содержани­ем такого обращения служит номер машины сети, где должна выпол­няться группа шагов, и пакет задания группы шагов, содержащий описание этой группы шагов на языке управления заданиями соот­ветствующей машины, и наборы данных, необходимых для выполнения этих шагов. Такой пакет формируется пользователем. Возврат результатов описывается как последний шаг задания на удаленной машине. При таком подходе группа шагов задания, выполняемая на удаленной машине, рассматривается как обобщенный шаг задания, аналогичный выполнению обобщенной удаленной процедуры. Возврат результатов этой процедуры производится как последний шаг груп­пы шагов, выполняемых на удаленной машине. Возвращаемые резуль­таты накапливаются по ходу выполнения в выводных файлах, что отражается в справочнике вывода.

Таким образом, всякое задание в основной машине является обобщенным шагом задания, инициируемого на внешней машине. Запуск этого задания производится средствами внешней машины, как пересылка пакета файлов задания в основную машину.

Файлы задания имеют свою собственную структуру, состоят из элементов разных типов, но при пересылке заданий структура фай­ла не имеет значения, он передается прозрачно, как набор битов.

Таким образом, пакет задания состоит из последовательности поименованных файлов.Весь пакет однозначно идентифицируется. Для этого внешняя машина вырабатывает идентификатор задания. Этот идентификатор состоит из двух полей. В первом поле нахо­дится номер внешней машины по сети. Длина этого поля один байт. Во втором поле, занимающем 5 байтов, идентификатор задания в рамках внешней машины.

Пакет с результатами выполнения задания имеет такую же структуру: набор поименованных файлов. Идентификатор этого пакета равен идентификатору входного пакета обобщенного шага задания.

3.8.1. Используемые средства транспортного уровня.

Будем называть задачу на внешней машине, созданную с целью реализации службы ввода заданий в основную машину, задачей вво­да внешней машины (ЗВВМ), задачу в основной машине, созданную с той же целью, - задачей ввода основной машины (ЗВОМ). Задачу в основной машине, созданную с целью вывода результатов выполне­ния задания на основной машине, назовем задачей вывода основной машины (ЗВЫОМ), а аналогичную задачу на внешней машине - зада­чей вывода внешней машины (ЗВЫВМ). Данные задачи взаимодейству­ют между собой, используя транспортный уровень сетевого прог­раммного обеспечения. Формально ЗВВМ и ЗВЫВМ могут быть и не задачами в смысле ОС ВМ, а, например, процессами, но они будут абонентами транспортной службы, поэтому будем называть их зада­чами.

Для пересылки пакетов, содержащих файлы задания, в основ­ную машину устанавливается транспортное соединение между порта­ми ЗВВМ и ЗВОМ. Активной стороной этого транспортного соедине­ния является ЗВВМ. Число ЗВВМ на каждой внешней машине протоко­лом не устанавливается. Число ЗВОМ или число портов у ЗВОМ, через которые будут устанавливаться транспортные соединения для ввода заданий, тоже протоколом не оговаривается. При установле­нии соединения ЗВВМ не знает, устанавливается соединение с единственным портом ЗВОМ или с одним из многих. Но ЗВВМ должна быть спроектирована таким образом, чтобы она могла самостоя­тельно решать конфликт при попытке установить соединение с занятым портом. Транспортная служба инициативу на установление транспортного соединения будет не отбрасывать (без сообщения об этом транспортной службе активной стороны), а отвергать специ­альным служебным сообщением. Поэтому ЗВВМ должна при неудаче в установлении соединения повторять свои попытки, устанавливая тайм-аут.

ЗВОМ будет образовываться при попытке установить соедине­ние с ее портом.

Для вывода результатов выполнения задания на основной машине устанавливается транспортное соединение между ЗВЫОМ и ЗВЫВМ. Активной стороной этого транспортного соединения являет­ся ЗВЫОМ. По умолчанию вывод результатов происходит на ту внеш­нюю машину, откуда поступило задание. Направление вывода можно изменить средствами языка управления заданиями основной машины. Число ЗВЫОМ протоколом не определяется, но их не больше одной для каждой внешней машины. Распараллеливать поток вывода на одну внешнюю машину не имеет смысла, так как узким местом этого вывода будет оперативная и внешняя память внешней машины, кото­рые должны будут делить свою производительность между потоками вывода. Поэтому в основной машине будет организована очередь вывода на каждую внешнюю машину.

По установленному транспортному соединению пакеты с зада­ниями (или результатами) передаются как фрагменты сообще­ния-вопроса, сообщения-ответы используются для подтверждения приема пакета или извещения о сбое.

Инициатором терминации транспортного соединения в случае отсутствия сбоев является активная сторона. При обнаружении сбоя соединение может терминировать пассивная сторона.

3.8.2. Протокольные единицы данных пересылки заданий.

При взаимодействии задач ввода внешней и основной машин передается пакет файлов задания. При взаимодействии задач выво­да основной и внешней машин передается пакет результатов. В ответ на эти пакеты передаются служебные пакеты задач ввода­вывода. Никакие более сложные структуры из пакетов, как из эле­ментов, не рассматриваются. В протоколе пересылки заданий есть два типа протокольных единиц данных:

• пакет,

• ответ.

Синтаксически "Пакет" представляет собой одно сообще­ние-запрос, пересылаемое по установленному транспортному соеди­нению от активного порта к пассивному. Примитивы транспортной службы предусматривают передачу сообщения-вопроса по-фрагмент­но. При передаче сохраняется порядок следования фрагментов (в порядке подачи соответствующих примитивов), обнаружение пропажи фрагмента в результате аппаратного сбоя и извещение приемной стороны о пропаже. Поэтому фрагмент можно использовать как син­таксическую границу между элементами структуры "Пакета".

Протокольная единица данных "Ответ" содержит служебное сообщение о результате пересылки пакета (см. рис.20). "Ответ" состоит из двух полей:

• код ответа,

• дополнительная информация.

Значением кода ответа может быть ноль, если пакет достав­лен целиком и без ошибок (сообщение-вопрос не отбраковано на транспортном уровне) и записан на внешнюю память. Если сообще­ние-вопрос, содержащее пакет, отбраковано транспортным уровнем (в результате сбоя аппаратуры) или не смогло быть помещено на внешнюю память, в поле "код ответа" помещается код сбоя. Допол­нительная информация представляет собой запись последовательно­го байтового файла основной машины, содержащюю текстовую стро­ку, характеризующую произошедший сбой.

3.8.3. Выполнение функций пересылки заданий.

Интерфейс с задачей ввода внешней машины и задачей вывода внешней машины существенно зависит от операционной системы внешней машины и от целого ряда решений, определяющих, насколь­ко сильно адаптируется операционная система внешней машины для работы в локальной сети. В минимальном варианте в операционную систему вводится только реализация транспортных протоколов, а все функциональные протоколы реализуются в пользовательских задачах. В случаях более полной адаптации могут быть расширены языки управления заданием. Здесь можно перечислить только услу­ги, выполняемые службой пересылки заданий. Конкретный интерфейс с этими услугами и способы представления параметров зависят от реализации.

3.8.4. Запрос на ввод задания в основную машину.

Этот запрос выставляется пользователем службы пересылки заданий на внешней машине (например, интерпретатором командного языка или задачей пользователя). Параметрами этого запроса являются:

• идентификатор задания;

• номер машины сети, куда нужно переслать задание;

• описатель пакета с заданием.

Значение первых двух параметров очевидно. Описатель пакета задания содержит информацию, определяющую принятым в данной операционной системе способом каждый файл, входящий в пакет. Службой не контролируется, но это следует учитывать: в пакете с заданием, отправляемым в основную машину, первый файл должен содержать программу выполнения этого задания на языке управле­ния заданием основной машины.

3.8.5. Уведомление о получении пакета результатов.

Уведомление выставляется службой пересылки заданий после прихода из основной машины пакета результатов выполнения зада­ния. Это уведомление может быть организовано как объявление события ожидающему процессу, как подкачка отложенного процесса или как образование процесса (задачи) из предопределенного или соответствующего данному заданию файла. Способ уведомления зависит от реализации.

Характеристики

Список файлов лекций