Разработка операционных систем (стр. 4 из 9)

2.2.5. ПЛАНИРОВАНИЕ с использованием многоуровневой очереди.(Multilevel queue scheduling).

Эта стратегия разработана для ситуации, когда процессы могут быть легко классифицированы на несколько групп, например, часто процессы разделяют на две группы: интерактивные (процессы переднего плана) и пакетные (фоновые).

Интерактивные и пакетные процессы имеют различные требования к краткосрочному планировщику, например по отношению ко времени отклика.

Стратегия многоуровневой очереди разделяет очередь готовых процессов на несколько очередей, в каждой из которых находятся процессы с одинаковыми свойствами, и каждый из которых может планироваться индивидуальной стратегией, например Round Robin стратегия для интерактивных процессов и FCFS для пакетных процессов.

Взаимодействие очередей осуществляется по следующим правилам: ни один процесс с более низким приоритетом не может быть запущен, пока не выполнятся процессы во всех очередях с более высоким приоритетом.

Работа процесса из очереди с более низким приоритетом может быть приостановлена, если в одной из очередей с более высоким приоритетом появился процесс.

2.2.6. Программирование с использованием многоуровневой очереди с обратными связями (multilevel feedback queue sheduling).

Обычная многоуровневая очередь не допускает перемещения процессов между очередями. Многоуровневая очередь с обратными связями предполагает, что процессы при определенных условиях могут перемещаться между очередями.

Процессы первоначально попадают в очередь 0, где каждому из них предоставляется квант времени, равный 8 мс. Те процессы, которые не успели выполниться в течение этого времени, перемещаются в очередь 1. Процессы из очереди 1 начинают обрабатываться только тогда, когда очередь 0 становиться пустой. Те процессы, которые не выполнились в очереди 1 (q=16 мс) перемещаются в очередь 2. Процессы из очереди 2 будут обрабатываться только в том случае, если становятся пустыми очереди 0 и 1.

Рассмотренная стратегия является наиболее универсальной и сочетает в себе свойства всех рассмотренных раньше стратегий.

1. FCFS

2. SJF

3. приоритетная

4. Round Robin

5. многоуровневая очередь

3. Управление невиртуальной памятью.

3.1. Своппинг. (swapping).

Своппингом называется метод управления памятью, основанный на том, что все процессы, участвующие в мультипрограммной обработке, хранятся во внешней памяти.

Процесс, которому выделен CPU, временно перемещается в основную память (swap in/roll in).

В случае прерывания работы процесса он перемещается обратно во внешнюю память (swap out/roll out).

Замечание: при своппинге из основной памяти во внешнюю (и обратно) перемещается вся программа, а не её отдельная часть.

Своппинг иногда используют при приоритетном планировании CPU. В этом случае с целью освобождения памяти для высокоприоритетных процессов, низкоприоритетные процессы перемещаются во внешнюю память.

Основное применение своппинг находит в системах разделения времени, где он используется одновременно с Round Robin стратегией планирования CPU.

В начале каждого временного кванта блок управления памятью выгружает из основной памяти процесс, работа которого была только что прервана, и загружает очередной выполненный процесс.

Метод своппинга влияет на величину временного кванта Round Robin стратегии.

Пример.

1. пусть очередной загружаемый в память процесс имеет размер 100Кб.

2. диск позволяет читать данные со скоростью 1 Мб в секунду

3. следовательно, 100 Кб могут быть загружены за 100 мс.

4. будем считать, что для первоначального подвода головки чтения - записи потребуется 8 мс

5. таким образом, операция своппинг займет 108 мс, а общее время своппинга - 216 мс.

Для эффективной загруженности процессора время своппинга должно быть существенно меньше времени счета. Следовательно, для рассмотренного примера квант времени должен быть существенно больше, чем 216 мс. Ясно, что это число значительно увеличится, если перемещаемый процесс имеет размер, например, 1 Мб.

Недостаток “чистого” своппинга в больших потерях времени на загрузку или выгрузку процессов. Поэтому в современных операционных системах используется модифицированные варианты своппинга.

Так, например, во многих версиях операционной системы UNIX своппинг включается только в том случае, когда количество процессов в памяти становится слишком большим.

3.2. Смежное размещение процессов.

Методы размещения процессов в основной памяти по отношению к расположению участков памяти, выделенных для одной и той же программы делят на два класса. Первый — метод смежного размещения, а второй — метод несмежного размещения.

Смежное размещение является простейшим и предполагает, что в памяти, начиная с некоторого начального адреса выделяется один непрерывный участок адресного пространства.

при несмежном размещении программа разбивается на множество частей, которые располагаются в различных, необязательно смежных участках адресного пространства.

3.2.1. Однопрограммный режим.