Планирование процессов. Понятие очереди

Система уп­равления процессами обеспечивает прохождение процесса через компьютер. В зависимости от состояния процесса ему должен быть предоставлен тот или иной ресурс. Например, новый процесс необ­ходимо разместить в основной памяти, следовательно, ему необхо­димо выделить часть адресного пространства. Процессу в состоянии готовый должно быть предоставлено процессорное время. Выполня­емый процесс может потребовать оборудование ввода-вывода и до­ступ к файлу [14].

Распределение процессов между имеющимися ресурсами носит название планирование процессов. Одним из методом планирования процессов, ориентированных на эффективную загрузку ресурсов, является метод очередей ресурсов. Новые процессы находятся во входной очереди, часто называемой очередью работ — заданий.

Входная очередь располагается во внешней памяти, во входной очереди процессы ожидают освобождения ресурса — адресного про­странства основной памяти.

Готовые к выполнению процессы располагаются в основной па­мяти и связаны очередью готовых процессов. Процессы в этой очере­ди ожидают освобождения ресурса процессорное время.

Процесс в состоянии ожидания завершения операции ввода-вы­вода находится в одной из очередей к оборудованию ввода-вывода.

При прохождении через компьютер процесс мигрирует между различными очередями под управлением программы, которая назы­вается планировщик (scheduler).

Операционная система, обеспечивающая режим мультипрог­раммирования, обычно включает два планировщика — долгосрочный и краткосрочный. Например, в OS/360 долговременный планировщик назывался планировщиком заданий, а краткосрочный — суперви­зором задач.

На уровень долгосрочного планирования выносятся редкие сис­темные действия, требующие больших затрат системных ресурсов, на уровень краткосрочного планирования — частые и более корот­кие процессы. На каждом уровне существует свой объект и собст­венные средства управления им.

Основное отличие между долгосрочным и краткосрочным пла­нировщиками заключается в частоте запуска, например: кратко­срочный планировщик может запускаться каждые 100 мс, долго­срочный — один раз за несколько минут.

Долгосрочный планировщик решает, какой из процессов, находя­щихся во входной очереди, должен быть переведен в очередь гото­вых процессов в случае освобождения ресурсов памяти.

Долгосрочный планировщик выбирает процесс из входной оче­реди с целью создания неоднородной мультипрограммной смеси. Это означает, что в очереди готовых процессов должны находиться в разной пропорции как процессы, ориентированные на ввод-вы­вод, так и процессы, ориентированные на преимущественную рабо­ту с CPU.

На уровне долгосрочного планирования объектом является не отдельный процесс, а некоторое объединение процессов по функ­циональному назначению, которое называется работой (приложени­ем). Каждая работа рассматривается как независимая от других ра­бот деятельность, связанная с использованием одной или многих программ и характеризующаяся конечностью и определенностью. По мере порождения новых работ создается собственная виртуаль­ная машина для их выполнения. Например, в ОС Windows 95 для каждого 32-разрядного приложения реализуется своя виртуальная машина. Распределение машин производится однократно в отличие от краткосрочного планирования, где процессор процессу может выделяться многократно.

Краткосрочный планировщик решает, какой из процессов, нахо­дящихся в очереди готовых процессов, должен быть передан на вы­полнение в CPU. B некоторых операционных системах долгосроч­ный планировщик может отсутствовать. Например, в системах разделения времени (time-sharing system) каждый новый процесс сразу же помещается в основную память.

На уровне краткосрочного планирования объектом управления являются процессы, которые выступают как потребители централь­ного процессора для внутренних процессов или внешнего процессо­ра для внешних процессов. Причинами порождения процесса могут быть процессы на том же уровне или сигналы, посылаемые от дол­госрочного планировщика.

Выделение процессора процессу производится многократно, с целью достижения эффекта мультипрограммирования, и такой про­цесс называется диспетчеризацией.

Дата добавления: 2014-01-20