Ishi Mavzu: Jarayon xolati diagrammalari va jarayon diskriptori Reja

3. Dispetcherlik xaqida
Tegishli xizmat intizomini tanlashda yuzaga keladigan muammolardan biri bu xizmat kafolatidir. Gap shundaki, ba'zi fanlarda, masalan, mutlaq ustuvorliklar intizomidan foydalanganda, past ustuvor jarayonlar ko'plab resurslardan va birinchi navbatda, protsessor vaqtidan mahrum bo'ladi. Kam ustuvor vazifalarning haqiqiy kamsitishlari mavjud va katta resurslar talabiga ega bo'lgan bir qator bunday jarayonlar juda uzoq vaqtga kechiktirilishi yoki oxir-oqibat umuman bajarilmasligi mumkin. Kompyuter tizimining yuqori yuklanishi tufayli ba'zi jarayonlar rejalashtirilganidan bir necha yil (!) o'tganiga qaramay, hech qachon bajarilmagan holatlar ma'lum. Shu sababli, xizmat ko'rsatish kafolati masalasi juda dolzarbdir.
Jarayonning kafolatlangan yakunlanishidan ko'ra tizimga qo'yiladigan qat'iyroq talab uning belgilangan vaqt oralig'ida yoki ma'lum vaqt oralig'ida kafolatlangan bajarilishidir. Qiyin vaqt cheklovlarini hisobga oladigan turli xil rejalashtirish intizomi mavjud, ammo protsessorga printsipial ravishda ajratilganidan ko'ra ko'proq vaqtni ta'minlaydigan fanlar yo'q.
Ishga tayyor jarayonlarning vaqt cheklovlari ortib borish tartibida navbatni tashkil qilish orqali qiyin vaqtni rejalashtirishni amalga oshirish oson. Bunday oddiy buyurtmaning asosiy kamchiligi shundaki, jarayonga (boshqa jarayonlar hisobiga) haqiqatdan ham kerak bo'lganidan tezroq xizmat ko'rsatish mumkin. Bunga yo'l qo'ymaslik uchun protsessor vaqtini kvantlarda taqsimlash eng osondir. Xizmat quyidagi uchta usulda kafolatlanishi mumkin:
•protsessorning minimal vaqtini protsessorlarning kamida bittasi ishlashga tayyor bo'lsa, ba'zi bir sinf jarayonlariga ajratish. Masalan, har 10 ms ning 20 foizini real vaqt jarayonlariga, har 2 soniyaning 40 foizini interaktiv jarayonlarga va har 5 daqiqaning 10 foizini ommaviy (fon) jarayonlarga belgilashingiz mumkin ;
•protsessor vaqtining minimal ulushini ba'zi muayyan jarayonga, agar u bajarilishiga tayyor bo'lsa, ajratish ;
•Ba'zi bir jarayonga juda ko'p CPU vaqtini ajrating, shunda u o'z hisob-kitoblarini belgilangan muddatda yakunlashi mumkin.
Rejalashtirish algoritmlarini solishtirish uchun odatda quyidagi mezonlardan foydalaniladi:
•Markaziy ishlov berish blokidan (CPU.) foydalanish (yuklash). foydalanish). Ko'pgina shaxsiy tizimlarda protsessorning o'rtacha yuki 2-3% dan oshmaydi, murakkab hisob-kitoblar vaqtida 100% gacha etadi. Kompyuterlar ko'p ishlarni bajaradigan haqiqiy tizimlarda, masalan, serverlarda, protsessordan foydalanish engil yuklangan protsessor uchun 15-40% va og'ir yuklangan protsessor uchun 90-100% gacha o'zgarib turadi.
•Tarmoqli kengligi (CPU o'tkazish qobiliyati). Protsessorning o'tkazish qobiliyati vaqt birligida ishlaydigan jarayonlar soni bilan o'lchanishi mumkin.
•Qaytish vaqti. Ba'zi jarayonlar uchun muhim mezon - jami bajarilish vaqti, ya'ni jarayonning kirish navbatda paydo bo'lishidan to tugashigacha bo'lgan vaqt oralig'i. Bu vaqt qayta ishlash vaqti deb ataladi va kiritish navbatini kutish vaqti, tayyor navbatni kutish vaqti, apparat navbatini kutish vaqti, protsessorni bajarish vaqti va kiritish/chiqarish vaqtini o'z ichiga oladi.
•Kutish vaqti. Kutish vaqti - tayyor jarayonlarning navbatdagi jarayoni tomonidan sarflangan umumiy vaqt.
•javob vaqti. Interaktiv dasturlar uchun muhim ko'rsatkich javob vaqti yoki jarayon kirish navbatiga kirgan paytdan boshlab terminalga birinchi qo'ng'iroqqa qadar o'tgan vaqt hisoblanadi. Shubhasiz, qisqa muddatli rejalashtiruvchi uchun eng oddiy strategiya o'rtacha foydalanish va o'tkazish qobiliyatini, kechikish va javob vaqtini maksimal darajada oshirish bo'lishi kerak.
Jarayonni to'g'ri rejalashtirish butun tizimning ishlashiga katta ta'sir qiladi. Tizim samaradorligini pasayishiga olib keladigan quyidagi asosiy sabablarni aniqlash mumkin:
•Protsessor kommutatsiya yuki. Ular nafaqat vazifa kontekstli kalitlari bilan, balki (boshqa dasturning jarayonlariga o'tishda) virtual xotira sahifalarining harakati, shuningdek keshdagi ma'lumotlarni yangilash zarurati (keshdagi bitta vazifaning kodlari va ma'lumotlari) bilan belgilanadi. boshqa vazifa uchun kerak emas va almashtiriladi, qo'shimcha kechikishlarga olib keladi).
•Joriy jarayon muhim bo'limni bajarayotganda va boshqa jarayonlar o'zining muhim qismiga kirishni faol ravishda kutayotganda boshqa jarayonga o'tish (6-bo'limga qarang). Bunday holda, yo'qotishlar ayniqsa katta bo'ladi (garchi qisqa tanqidiy qismlarning bajarilishini to'xtatish ehtimoli kichik bo'lsa ham). Ko'p protsessorli tizimlardan foydalanishda tizim ish faoliyatini yaxshilash uchun quyidagi usullar qo'llaniladi:
•qo'shma rejalashtirish, unda bitta dasturning barcha oqimlari (bloklanmagan) bir vaqtning o'zida protsessorlar tomonidan bajarilishi uchun tanlanadi va bir vaqtning o'zida ulardan olib tashlanadi (kontekst kalitlarini kamaytirish uchun);
•rejalashtirish, bunda tanqidiy bo'limda joylashgan vazifalar to'xtatilmaydi va bo'limga kirish bepul bo'lgunga qadar muhim bo'limga kirishni faol kutayotgan vazifalar tanlanmaydi;
•dasturning "maslahatlari" ni hisobga olgan holda rejalashtirish (uning bajarilishi paytida). Masalan, o'zining innovatsiyalari bilan mashhur bo'lgan Mach OS- da bunday maslahatlarning ikkita sinfi (maslahatlar) mavjud edi - joriy jarayonni protsessordan olib tashlash bo'yicha ko'rsatmalar (turli darajadagi kategoriyalar), shuningdek tanlanishi kerak bo'lgan jarayon haqida ko'rsatmalar hozirgi o'rniga.