Ishi Mavzu: Jarayon xolati diagrammalari va jarayon diskriptori Reja

Rejalashtirish strategiyasi maqsadimizga erishish uchun qanday jarayonlarni amalga oshirishni rejalashtirayotganimizni belgilaydi. Protsessor berilishi kerak bo'lgan jarayonni tanlash uchun juda ko'p turli strategiyalar ma'lum. Ular orasida, birinchi navbatda, biz quyidagi strategiyalarni nomlashimiz mumkin:
•iloji bo'lsa, hisob-kitoblarni (hisoblash jarayonlarini) ular boshlangan tartibda yakunlang;
•qisqaroq jarayonlarga ustunlik berish;
•barcha foydalanuvchilarga (foydalanuvchi jarayonlari) bir xil xizmatlarni, shu jumladan bir xil kutish vaqtini taqdim etish.
Xizmat strategiyasi haqida gapirganda, ular har doim vazifa tushunchasini emas, balki jarayon tushunchasini anglatadi, chunki jarayon, biz allaqachon bilganimizdek, bir nechta iplardan (vazifalardan) iborat bo'lishi mumkin.
Dispetcherlik fanlari
Rejalashtirish haqida gapirganda, ular har doim aniq yoki aniq vazifa (oqim) tushunchasini anglatadi. Agar OT tishlash mexanizmini qo'llab-quvvatlamasa, u holda siz vazifa tushunchasini jarayon tushunchasi bilan almashtirishingiz mumkin. Bu atamalar ko'pincha shu ma'noda qo'llanilganligi sababli, biz "jarayon" atamasini "topshiriq" atamasining sinonimi sifatida ishlatishga majbur bo'lamiz.
Ko'p sonli qoidalar (rejalashtirish fanlari) ma'lum bo'lib, ularga muvofiq bajarishga tayyor bo'lgan vazifalar ro'yxati (navbat) shakllantiriladi. Xizmat intizomining ikkita katta sinfi mavjud - ustuvor bo'lmagan va ustuvor. Ustuvor bo'lmagan xizmatda vazifalarni tanlash ularning nisbiy ahamiyati va xizmat muddatini hisobga olmagan holda oldindan belgilangan tartibda amalga oshiriladi. Xizmat ko'rsatishning ustuvor yo'nalishlarini amalga oshirishda individual topshiriqlarga ijro holatiga kirish uchun ustuvor huquq -beriladi. Xizmat ko'rsatish fanlari ro'yxati va ularning tasnifi rasmda ko'rsatilgan. 2.1.
Ustuvorliklar haqida quyidagilarni yodda tuting:
•vazifaga berilgan ustuvorlik doimiy qiymat bo'lishi mumkin;
•vazifaning ustuvorligi uni hal qilish jarayonida o'zgarishi mumkin.
Bajariladigan vazifalarning ustuvor qiymatlarini hisoblash uchun qo'shimcha xarajatlarni talab qiladi, shuning uchun ko'plab real vaqtda operatsion tizimlar statik (doimiy) ustuvorliklarga asoslangan rejalashtirish usullaridan foydalanadilar. Shuni ta'kidlash kerakki, dinamik ustuvorliklar sizga vazifalar xizmatining kafolatlarini amalga oshirishga imkon beradi.
Keling, rejalashtirishning ba'zi asosiy (eng ko'p ishlatiladigan) fanlarini qisqacha ko'rib chiqaylik.
Amalga oshirishning eng oson yo'li FCFS intizomidir (birinchi keling - birinchi xizmat ko'rsatildi), unga ko'ra vazifalar "ustunlik tartibida", ya'ni ular paydo bo'lishi tartibida xizmat ko'rsatiladi. Ish jarayonida bloklangan vazifalar (masalan, kiritish /chiqarish operatsiyalari tufayli kutish holatiga tushgan), tayyor holatga o'tgandan so'ng, ushbu tayyor navbatga o'sha vazifalar oldida joylashtiriladi. hali ham bajarilmagan. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, ikkita navbat hosil bo'ladi: bitta navbat yangi topshiriqlardan, ikkinchi navbat esa avval bajarilgan, ammo kutish holatiga kelganidan hosil bo'ladi. Ushbu yondashuv "iloji bo'lsa, hisob-kitoblarni ular paydo bo'lgan tartibda yakunlang" xizmat strategiyasini amalga oshirishga imkon beradi.
Ushbu xizmat intizomi hisob-kitoblar jarayonida tashqi aralashuvni talab qilmaydi, protsessor vaqtini qayta taqsimlamaydi.
Mavjud jarayonni rejalashtirish fanlarini ikki sinfga bo'lish mumkin - preemptive va non - preemptive. Birinchi partiyali operatsion tizimlar ko'pincha vazifalar o'rtasida protsessorni qayta taqsimlashni majburlamasdan, ishlarni parallel ravishda bajarishni amalga oshirdi. Kuchli hisoblash tizimlari uchun zamonaviy operatsion tizimlarning ko'pchiligida, shuningdek, yuqori samarali dasturlarni bajarishga qaratilgan shaxsiy kompyuter operatsion tizimlarida (Windows NT, OS /2, Unix), preemptive multitaskingni amalga oshirdi. Aytish mumkinki, ko'rib chiqilgan intizom repressiv bo'lmaganlarga tegishli.
Biroq, bu intizom kompyuter tizimining yuklanishi ortishi bilan xizmat ko'rsatish uchun o'rtacha kutish vaqti ham o'sib borishiga olib keladi va qisqa ish joylari (bir oz mashina vaqtini talab qiladi) mehnatni ko'p talab qiladigan ishlarga qadar kutishga to'g'ri keladi. SJN va SRT fanlari bu kamchilikni oldini olishga imkon beradi.
SJN xizmat intizomi (eng qisqa ish keyingi, ya'ni eng qisqa ish keyingi bajariladi) -har bir ish uchun mashina vaqtiga bo'lgan talablarning taxminiy ma'lum bo'lishini talab qiladi. Hisoblash tizimining resurslariga bo'lgan ehtiyojni tavsiflovchi vazifalarning xarakteristikalari haqida OTni xabardor qilish zarurati tegishli til vositalarini ishlab chiqishga olib keldi. Xususan, JCL tili (ish boshqaruv til, ishni boshqarish tili) eng mashhurlaridan biri edi. Foydalanuvchilar taxminiy bajarilish vaqtini ko'rsatishga majbur bo'lishdi va ularni ataylab pastroq bajarish vaqtini belgilash imkoniyatidan suiiste'mol qilishlariga yo'l qo'ymaslik uchun (boshqalarga qaraganda ertaroq natijalarga erishish uchun) haqiqiy ehtiyojlarni hisoblashni joriy qilishdi. Vazifa menejeri buyurtma qilingan vaqtni va bajarilish vaqtini taqqosladi va agar ma'lum bir manbada belgilangan smetadan oshib ketgan bo'lsa, u bu vazifani boshida emas, balki navbatning oxiriga qo'ydi. ba'zi boshqa operatsion tizimlarda, bunday hollarda, buyurtma qilingan kompyuter vaqtidan oshib ketgan taqdirda, hisoblash resurslari uchun to'lov allaqachon turli stavkalarda amalga oshirilgan jarimalar tizimi ishlatilgan.
SJN xizmat intizomi bajarilishiga tayyor ishlarning faqat bitta navbati borligini nazarda tutadi. Va ularni bajarish paytida vaqtincha to'sib qo'yilgan ishlar (masalan, kiritish-chiqarish operatsiyalari tugashini kutgan) yangi kelganlar bilan bir qatorda bajarishga tayyor bo'lgan navbatning oxiriga tushadi. Bu bajarish uchun juda oz vaqt talab qiladigan ishlarni uzoq vaqt ishlaydigan ishlar bilan birga protsessorda kutishga majbur qiladi, bu har doim ham yaxshi narsa emas.
Ushbu kamchilikni bartaraf etish uchun SRT intizomi (eng qisqa qolgan vaqt, keyingi ishni bajarish uchun eng kam vaqt ketadi) ko'rsatish intizomidan foydalanuvchi tizimning javobini kutishga majbur bo'lmaganda, faqat o'z vazifasini topshirgan va bir necha soat ichida hisob-kitoblarda natijalarini olganida, ommaviy ishlov berish rejimlarida foydalanish mumkin. Biroq, interaktiv hisoblash uchun, birinchi navbatda, tizim ko'p terminalli bo'lsa, maqbul tizim javob vaqti va xizmat ko'rsatishning tengligini ta'minlash maqsadga muvofiqdir. Agar bu bitta foydalanuvchi tizimi bo'lsa, lekin ko'p dasturli ishlov berish imkoniyati mavjud bo'lsa, biz hozirda bevosita ishlayotgan dasturlar bizning fon ishimizga qaraganda yaxshiroq javob berish vaqtiga ega bo'lishi ma'qul. Biroq, biz to'g'ridan-to'g'ri ishtirokimizsiz ishlaydigan ba'zi ilovalar (masalan, modem va dial-up ma'lumotlar liniyalaridan foydalanadigan elektron pochta dasturi) shunga qaramay, ularga kerak bo'lgan protsessor vaqtining ulushini olishlarini xohlashimiz mumkin. Bunday muammolarni hal qilish uchun xizmat ko'rsatish intizomi RR (round robin, dumaloq, karusel) va ustuvor xizmat usullari.
RR xizmati intizomi har bir vazifa protsessor vaqtini qismlarga bo'lib olishini nazarda tutadi (aytaylik: vaqt bo'laklari 1, q). Vaqt tugaganidan keyin kvant q vazifa protsessordan o'chiriladi va u keyingi vazifaga o'tkaziladi. O'chirilgan vazifa bajarishga tayyor bo'lgan topshiriqlar navbatining oxiriga qo'yiladi.
Vaqt kvant qiymat tizimning foydalanuvchi so'rovlariga qabul qilinadigan javob vaqti (ularning eng oddiy so'rovlari uzoq kutishga olib kelmasligi uchun) va topshiriq konteksti tez-tez o'zgarib turadigan yuk o'rtasidagi kelishuv sifatida tanlanadi. Shubhasiz, uzilishda OT joriy (to'xtatilgan) jarayon haqida juda katta hajmdagi ma'lumotlarni saqlashi, tugatilgan vazifaning deskriptorini navbatda qoldirishi, endi bajariladigan vazifa kontekstini yuklashi kerak (uning identifikatori edi Navbatdagi birinchi ijroga tayyor). Agar q qiymati katta bo'lsa, unda bajarishga tayyor vazifalarning navbati ortib borishi bilan tizimning javobi yomonlashadi. Agar qiymat kichik bo'lsa, u holda ishlaydigan vazifalar o'rtasida almashish uchun qo'shimcha xarajatlarning nisbiy ulushi katta bo'ladi va bu tizimning ishlashini pasaytiradi. Ba'zi operatsion tizimlarda q qiymatini yoki uning mumkin bo'lgan qiymatlari oralig'ini aniq belgilash mumkin, chunki tizim optimal qiymatni o'zi tanlashga harakat qiladi.
Masalan, OS/2 da CONFIG. SYS da siz TIMESLICE operatoridan kvant q uchun minimal va maksimal qiymatlarni belgilashingiz mumkin. Shunday qilib, masalan, chiziq TIMESLICE =32,256 q ning minimal qiymati 32 millisekund, maksimali esa 256 ekanligini bildiradi. Agar ma'lum bir vazifa (ip) ajratilgan q vaqt bo'lagi tugaganligi sababli uzilib qolgan bo'lsa, unga ajratilgan keyingi interval quyidagicha uzaytiriladi: bir tai davrga teng vaqt. oʻlchash (taxminan 32 ms) va hokazo vaqt tilim operatorda koʻrsatilgan maksimal qiymatga teng boʻlguncha davom etadi. TIMESLICE. Ushbu usul OS/2 ga bir nechta vazifalar parallel ravishda uzoq hisob-kitoblarni bajarayotganda vazifalarni almashtirish uchun qo'shimcha xarajatlarni kamaytirish imkonini beradi.
RR dispetcherlik intizomi eng keng tarqalgan fanlardan biridir. Biroq, operatsion tizim aylanma robin dispetcherlik intizomini aniq qo'llab-quvvatlamaydigan holatlar mavjud. Masalan, ba'zi real vaqtda operatsion tizimlarda mutlaq ustuvorliklar tamoyillariga muvofiq ishlaydigan vazifa menejeri ishlatiladi (protsessor eng yuqori ustuvor vazifaga beriladi va agar ustuvorliklar teng bo'lsa, u ustuvorlik tamoyili) [21]. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, faqat ustuvor vazifaning ko'rinishi vazifani bajarishdan olib tashlashi mumkin. Shuning uchun, agar vazifalarni saqlashni ularning barchasi protsessor vaqtini teng va teng oladigan tarzda tashkil qilish zarur bo'lsa, u holda tizim operatori ushbu intizomni o'zi tashkil qilishi mumkin. Buni amalga oshirish uchun barcha foydalanuvchi vazifalariga bir xil ustuvorliklarni belgilash va hech narsa qilmasligi kerak bo'lgan, ammo shunga qaramay, taymer (belgilangan vaqt oralig'ida) tomonidan bajarilishi uchun rejalashtirilgan bitta ustuvor vazifani yaratish kifoya. Ushbu vazifa joriy dasturni bajarishdan olib tashlaydi, u navbatning oxiriga qo'yiladi va bu muhim vazifa aslida hech narsa qilishning hojati yo'qligi sababli, u darhol protsessorni bo'shatadi va keyingi vazifa dan olinadi. tayyor navbat.
Eng sodda tarzda amalga oshirishda aylanma intizom barcha vazifalar bir xil ustuvorlikka ega ekanligini nazarda tutadi. Agar ustuvor xizmat ko'rsatish mexanizmini joriy qilish zarur bo'lsa, unda bu odatda bir nechta navbatlarni tashkil qilish orqali amalga oshiriladi. Protsessor vaqti birinchi navbatda eng imtiyozli navbatda turgan vazifalarga beriladi. Agar u bo'sh bo'lsa, vazifa menejeri qolgan navbatlarni ko'rib chiqishni boshlaydi. Bu vazifa menejeri OS / 2 va operatsion tizimlarida ishlaydigan algoritm Windows NT.