1625914892-87304ba273974eff372da046ba2bc5da (843828), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Любая операция, производимая операционной системой над процессом, вызывает определенные измененияв PCB. В рамках принятой модели состояний процессов содержимое PCB между операциямиостается постоянным.9) Описать процедуру переключения контекста процессов.10) Определение планирования процессов.Планирование процессов - процедура выбора одного процесса, который получит процессор всвое распоряжение, т. е. будет переведен в состояние исполнение.11) Цели планирования процессов: Справедливость – гарантировать каждому заданию или процессу определенную частьвремени использования процессора в компьютерной системе. Эффективность – постараться занять процессор на все 100% рабочего времени, не позволяя ему простаивать в ожидании процессов, готовых к исполнению.

В реальных вычислительных системах загрузка процессора колеблется от 40 до 90%. Сокращение полного времени выполнения (turnaround time) – обеспечить минимальноевремя между стартом процесса или постановкой задания в очередь для загрузки и его завершением. Сокращение времени ожидания (waiting time) – сократить время, которое проводят процессы в состоянии готовность и задания в очереди для загрузки. Сокращение времени отклика (response time) – минимизировать время, которое требуетсяпроцессу в интерактивных системах для ответа на запрос пользователя.Свойства алгоритмов планирования: Предсказуемость Минимальные накладные расходы Равномерная загрузка ресурсов Масштабируемость12) Определение вытесняющих и невытесняющих алгоритмов планирования.Если в операционной системе планирование осуществляется только в вынужденных ситуациях,говорят, что имеет место невытесняющее (nonpreemptive) планирование.Если планировщик принимает и вынужденные, и невынужденные решения, говорят о вытесняющем (preemptive) планировании.Термин "вытесняющее планирование" возник потому, что исполняющийся процесс помимо своей воли может быть вытеснен из состояния исполнение другим процессом.13) Описать алгоритм планирования Round Robin.Модификацией алгоритма FCFS является алгоритм, получивший название Round Robin (RoundRobin – это вид детской карусели в США) или сокращенно RR.

По сути дела, это тот же самыйалгоритм, только реализованный в режиме вытесняющего планирования.Реализуется такой алгоритм так же, как и предыдущий, с помощью организации процессов,находящихся в состоянии готовность, в очередь FIFO. Планировщик выбирает для очередногоисполнения процесс, расположенный в начале очереди, и устанавливает таймер для генерациипрерывания по истечении определенного кванта времени.

При выполнении процесса возможныдва варианта. Время непрерывного использования процессора, необходимое процессу (остаток текущего CPU burst), меньше или равно продолжительности кванта времени. Тогда процесс посвоей воле освобождает процессор до истечения кванта времени, на исполнение поступает новый процесс из начала очереди, и таймер начинает отсчет кванта заново. Продолжительность остатка текущего CPU burst процесса больше, чем квант времени.Тогда по истечении этого кванта процесс прерывается таймером и помещается в конецочереди процессов, готовых к исполнению, а процессор выделяется для использованияпроцессу, находящемуся в ее начале.14) Принцип работы алгоритмов гарантированного планирования.При интерактивной работе N пользователей в вычислительной системе можно применить алгоритм планирования, который гарантирует, что каждый из пользователей будет иметь в своемраспоряжении ~1/N часть процессорного времени.

Пронумеруем всех пользователей от 1 до N.Для каждого пользователя с номером i введем две величины: Ti – время нахождения пользователя в системе и τi – суммарное процессорное время уже выделенное всем его процессам. Справедливым для пользователя было бы получение Ti/N процессорного времени.Если τi<<Ti/N то i-й пользователь несправедливо обделен процессорным временем.Если же τi>>Ti/N то система явно благоволит к пользователю с номером i.Вычислим для процессов каждого пользователя значение коэффициента справедливости τiN/Ti ибудем предоставлять очередной квант времени готовому процессу с наименьшей величиной этого отношения.

Предложенный алгоритм называют алгоритмом гарантированного планирования.15) Принцип работы алгоритмов приоритетного планирования.При приоритетном планировании каждому процессу присваивается определенное числовоезначение – приоритет, в соответствии с которым ему выделяется процессор.Процессы с одинаковыми приоритетами планируются в порядке FCFS. Для алгоритма SJF вкачестве такого приоритета выступает оценка продолжительности следующего CPU burst. Чемменьше значение этой оценки, тем более высокий приоритет имеет процесс. Для алгоритма гарантированного планирования приоритетом служит вычисленный коэффициент справедливости. Чем он меньше, тем больше у процесса приоритет.16) Описать различие алгоритмов планирования процессов со статическими и динамическимиприоритетами.Приоритеты процессов, не изменяющиеся во времени, принято называть статическими+маленькие издержки,- не реагирует на изменение ситуации.Динамические приоритеты процессов, изменяют свои значения по ходу исполнения процессов(при рождении нового процесса, при разблокировке или блокировании процесса, по истеченииопределенного кванта времени или по завершении процесса)- Существенные накладные расходы,- Сложность реализацию+Адаптивность к изменению состояния системы.17) Принципы работы алгоритма планирования «Многоуровневые очереди».18) Принципы работы алгоритма планирования «Многоуровневые очереди с обратной связью».Многоуровневые очереди с обратной связью представляют собой наиболее общий подходк планированию процессов из числа подходов, рассмотренных нами.

Они наиболее трудны вреализации, но в то же время обладают наибольшей гибкостью. Понятно, что существуетмного других разновидностей такого способа планирования, помимо варианта, приведенноговыше. Для полного описания их конкретного воплощения необходимо указать: Количество очередей для процессов, находящихся в состоянии готовность. Алгоритм планирования, действующий между очередями. Алгоритмы планирования, действующие внутри очередей. Правила помещения родившегося процесса в одну из очередей. Правила перевода процессов из одной очереди в другую.Изменяя какой-либо из перечисленных пунктов, мы можем существенно менять поведениевычислительной системы.Лекция №3. Управление памятью1) Понятие основной памяти ЭВМ.Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая изкоторых имеет свой уникальный адрес (номер).Обычно основная память изготавливается с применением полупроводниковых технологий и теряет свое содержимое при отключении питания.2) Принцип локальности.Ключевую роль здесь играет свойство реальных программ, в течение ограниченного отрезкавремени способных работать с небольшим набором адресов памяти.

Это эмпирически наблюдаемое свойство известно как принцип локальности или локализации обращений.3) Основные функции управления памятью. отображение адресного пространства процесса на конкретные области физической памяти; распределение памяти между конкурирующими процессами; контроль доступа к адресным пространствам процессов; выгрузка процессов (целиком или частично) во внешнюю память, когда в оперативнойпамяти недостаточно места; учет свободной и занятой памяти.4) Принцип сегментной организации памяти.Сегмент – область памяти определенного назначения, внутри которой поддерживается линейнаяадресация.Логическое адресное пространство разделяется на сегменты.

Каждый сегмент имеет имя, размер и другие параметры (уровень привилегий, разрешенные виды обращений, флаги присутствия).Каждый сегмент – линейная последовательность адресов, начинающаяся с 0. Размер сегментаможет меняться динамически (например, сегмент стека). В элементе таблицы сегментов помимофизического адреса начала сегмента обычно содержится и длина сегмента.Аппаратная организация памяти в виде линейного набора ячеек не соответствует представлениям программиста о том, как организовано хранение программ и данных.Большинство программ представляет собой набор модулей, созданных независимо друг от друга.Иногда все модули, входящие в состав процесса, располагаются в памяти один за другим, образуя линейное пространство адресов.

Однако чаще модули помещаются в разные области памятии используются по-разному.Схема управления памятью, поддерживающая этот взгляд пользователя на то, как хранятся программы и данные, называется сегментацией.5) Определение внутренней фрагментации.Внутренняя фрагментация – потеря части памяти, выделенной процессу, но не используемойим.Фрагментация возникает потому, что процесс не полностью занимает выделенный ему разделили потому, что некоторые разделы слишком малы для выполняемых пользовательских программ.6) Определение внешней фрагментации.Внешняя фрагментация – наличие большого числа участков неиспользуемой памяти, не выделенной ни одному процессу.Выбор стратегии размещения процесса между первым подходящим и наиболее подходящим слабо влияет на величину фрагментации. Любопытно, что метод наиболее подходящего может оказаться наихудшим, так как он оставляет множество мелких незанятых блоков.Дефрагментация - процедура сжатия, то есть перемещение всех занятых (свободных) участков всторону возрастания (убывания) адресов, так, чтобы вся свободная память образовала непрерывную область.7) Определение свопинга.Swapping – перемещение процессов из главной памяти на диск и обратно целиком.Выгруженный процесс может быть возвращен в то же самое адресное пространство или в другое.

Это ограничение диктуется методом связывания.8) Перечислить стратегии размещения процессов в памяти в схеме с переменными разделами. Стратегия первого подходящего (First fit). Процесс помещается в первый подходящий поразмеру раздел. Стратегия наиболее подходящего (Best fit). Процесс помещается в тот раздел, где послеего загрузки останется меньше всего свободного места. Стратегия наименее подходящего (Worst fit). При помещении в самый большой раздел внем остается достаточно места для возможного размещения еще одного процесса.Моделирование показывает, что доля полезно используемой памяти в первых двух случаяхбольше, при этом первый способ несколько быстрее.9) Принцип страничной организации памяти.Логическое и физическое адресное пространство представляются состоящими из наборов блоков или страниц одинакового размера.При этом образуются логические страницы (page), а соответствующие единицы в физическойпамяти называют физическими страницами или страничными кадрами (page frames).Страницы (и страничные кадры) имеют фиксированную длину, обычно являющуюся степеньючисла 2, и не могут перекрываться.При такой организации внешняя фрагментация отсутствует, а потери из-за внутренней фрагментации, поскольку процесс занимает целое число страниц, ограничены частью последнейстраницы процесса.10) Отличие страничной и сегментной организации памяти.(В отличие от страничной схемы, где пользователь задает только один адрес, который разбивается на номер страницы и смещение прозрачным для программиста образом, в сегментной схемепользователь специфицирует каждый адрес двумя величинами: именем сегмента и смещением.)Страничная организация: линейный адрес преобразован в двумерный операционной системойдля удобства отображения.Сегментная организация: двумерность адреса является следствием представления пользователя опроцессе не в виде линейного массива байтов, а как набор сегментов переменного размера (данные, код, стек...)11) Принцип сегментно-страничная организации памятиСтраничная организация: линейный адрес преобразован в двумерный операционной системойдля удобства отображения.Сегментная организация: двумерность адреса является следствием представленияпользователя о процессе не в виде линейного массива байтов, а как набор сегментов переменного размера (данные, код,стек...)12) Связывание адресов при сегментно-страничной организации памяти13) Принцип организации виртуальной памяти.Информация, с которой работает активный процесс, должна располагаться в оперативной памяти.

Характеристики

Список файлов лекций