Основные дисциплины распределения ресурсов СПО

Как правило, решение проблемы многозадачности и мультипрограммирования связано с различными вариантами обработки очередей запросов или процессов. Даже основный ресурс (ЦП) предоставляется по очереди. Использование несколькими процессами одного и того же ресурса осуществляется с помощью дисциплин распределения ресурсов. В основе этих дисциплин находится два понятия:

1. Совокупность правил по размещению процессов в очередях.

2. Совокупность по выбору процессов из очередей.

Базовые дисциплины распределения ресурсов со статическими и динамическими приоритетами.

Дисциплина распределения ресурсов в порядке поступления FIFO – работа с обычной очередью.

Дисциплина LIFO – стековая обработка данных.

Общее для этих дисциплин:

1. Простота реализации и обработки данных.

2. Среднее время обслуживания является постоянным, если темп поступления новых запросов и темп обслуживания запросов является установившимся

3. Дисциплина FIFO обеспечивает меньшую дисперсию (разброс) времени обслуживания.

4. Общая производительность низкая

Круговой циклический алгоритм обслуживания запросов

Основан на FIFO.

Здесь рисунок (….)

Описание: В данной дисциплине ресурс для облуживания запроса выделяется на определенный квант времени. Если за выделенный период запрос завершен, запрос покидает данную очередь. Если не завершился – то данный запрос заново помещается в конец очереди.

Данная дисциплина является основой для выделения ресурсов ЦП в режиме разделения времени. Простейший вариант реализации многозадачности вычислительной системы.

Без приоритетная. Для коротких процессов режим лучше, длинные немного тормозят работу. Если время жизни процесса близко к периоду квантования, то такой процесс будет покидать очередь с первого раза. Как правило, это системные процессы.

Данная дисциплина достаточно легко реализуется. Появляется возможность разделять процессы по частоте использования. Появляются накладные расходы, связанные с отслеживанием периода квантования (обработка прерываний, определение логики – получил ресурс обслуживание или нет).

Много очередная дисциплина обслуживания процессов с равным/одинаковыми приоритетами.

При данной дисциплине организуется несколько структур данных, в которых хранятся очереди запросов (несколько очередей). Количество очередей определяется диспетчером ОС с точки зрения эффективности всей вычислительной системы в целом. Количество очередей может быть фиксированным и динамическим. Размер очередей не рассматриваем.

Опять же занимательный рисунок.

Описание: Создается N очередь. Правило работы: новый запрос в эти структуры поступает всегда в очередь с наименьшим номером. На обслуживание процесс выбирается по следующему правилу:

1. Всегда выбирается процесс из очереди с наименьшим номером, если эта очередь не пустая. Из последней очереди процессы извлекаются в последнюю очередь

2. Ресурс выделяется на определенное время. Если за данное время процесс завершился, он покидает структуру. Если по истечению кванта процессу требуется продолжение обработки, процесс возвращается в системы очередей, но очередь выбирается с номером на единицу больше, чем та, из которой был извлечен процесс.

Здесь более высокая степень благоприятствования коротким процессам, чем длинным. Несмотря на отсутствие приоритетов, здесь происходит ранжирование по длине процессов.

Недостатки: Увеличение накладных расходов на реализацию данной дисциплины. Здесь больше затрат и на реализацию очередей, дополнительные затраты на анализ размещения недообслуженных процессов. Но эти накладные затраты меньше, чем выигрыши.

Много очередная дисциплина обслуживания процессов с учетом их приоритетов

Занимательный рисунок

Описание: Дисциплина базируется на нескольких очередях. В данном случае количество очередей определяется общим количеством различных приоритетов процессов, которые реализованы в данный момент времени. При поступлении нового запроса определяется его приоритет. Диспетчер запросов распределяет процесс в очередь. Выбор для обслуживания определяется следующими факторами:

1. Процесс выбирается в первую очередь из непустой очереди с наивысшим приоритетом.

2. Далее выбирается процесс с наивысшим приоритетом.

Правило распределения незавершенных процессов: незавершенный процесс размещается в очереди с номером на 1 больше, чем исходная очередь.

Наибольшая эффективность ВС по сравнению с предыдущими.

Все процессы подвергаются ещё большему ранжированию по степени благоприятствованию их исполнения. Предпочитаемые больше всех: короткие с наивысшим приоритетом.

Недостаток: ещё больше накладных затрат.

Заключение: Дисциплины могут учитывать статические и динамические приоритеты. При работе со статическими приоритетами при поступлении нового запроса в очередь с более высоким приоритетом процесс обслуживания в квант времени не прерывается.

При работе с динамическими приоритетом процесс обслуживания менее приоритетного запроса прерывается немедленно, не дожидаясь окончания периода квантования.

26.10.2011