Планирование процессов

Существуют два основных типа процедур планирования процесса: вытесняющая и не вытесняющая.

Не вытесняющая многозадачность – способ планирования процесса, при котором активный процесс выполняется до тех пор, пока он сам не отдаст управление ОС, который выбирает другой готовый к выполнению в очереди процесс.

Вытесняющая многозадачность – здесь решение по переключению процесса, с выполнения одного процесса на выполнение другого, принимается самой программой ОС, а не активной задачей.

Основным различием между этим процессом является, степень центрального механизма планировщика задач. Так при вытесняющей многозадачности, механизм планирования сосредотачивается на ОС, и поэтому программист не заботится о том, что будет выполнятся параллельно, при этом ОС выполняет следующие функции: 1) определяет момент снятия с выполнения активной задачи, 2) запоминает контекст, 3) выбирает из очереди задач следующую готовую, 4) запуск на выполнение, загружая контекст.

При не вытесняющей многозадачности, механизм планирования распределяется между системой и прикладными программами.

ОС формирует очереди задач и выбирает в соответствие с некоторым алгоритмом, другие задачи. Существуют следующие способы реализации взаимно исключения, с целью вмешательства в критическую область одного процесса при нахождении другой:

1) Запрещение прерываний

2) Переменные блокировки

При этом может возникнуть проблема, аналогичная со спойлером печати. Т.е. после того как процесс1 считает 0, происходит прерывание по таймеру и второй процесс занимает процессор. Заблокированный процесс будет находиться в режиме заблокирован, проверяет не изменяется ли переменная блокировки.

3) Строковое чередование. Здесь процесс по очереди, используя переменные блокировки.

К недостаткам метода относят:

1.)Заблокированный процесс всегда находится в цикле, проверяя, не изменяется ли переменная.

Существуют алгоритмы с активным ожиданием, у которых один общий недостаток: расходуется бесцельно время процессора на циклы проверки переменных.

Примитивы взаимодействия процесса. Существуют два примитива описывающих взаимодействие процесса:

Sleep – представляет собой системный запрос, в результате вызывающий процесс блокирует, пока его не запустит другой процесс.

Wake up – системный запрос, в результате блокирования процесс будет запущен.

Проблемы переполненного буфера (проблема производителя и потребителя).

Рассмотрим два процесса, которые совместно используют буфер ограничения размера. При этом первый процесс пишет в буфер, другой считывает данные. Чтобы первый процесс не писал, когда буфер полный, а другой не считывал, когда он пуст, вводится count, для подсчета количества элементов в буфере.

В этой ситуации оба процесса могут попасть в состояние ожидания, если пропадает сигнал активации. Следует алгоритму:

1- Процесс считал count=0, но заблокировать еще не успел.

2- Планировщик передает управление процессом А, которое выполнит все до wake up, пытаясь разблокировать процесс В.

3- Планировщик передает управление процессу В, которое блокирует и больше сигнала на разблокировку не получит.

Семафоры. (1965г. Дейкстра)

Предложил использовать целую переменную для подсчета сигнала запуска. Предложен новый тип переменных называемых семафоры, значения которых могут быть 0 – в случае отсутствия сохранения сигнала активации или некоторым положительным числом соответствующим количеству отложенных активизирующих сигналов.

Предложено две операции down и up. Так заблокированный процесс down проверяет семафор, и если он =0, то он блокирует процесс, если не =0 то процесс становится активным и значение семафора уменьшается на 1.

Up увеличивает значение семафора на 1 или разблокирует процесс находящийся в ожидании. Up и down выполняются как элемент действия, т.е. процесс не может быть блокирован, во время выполнения этих операций.

Дата добавления: 2014-01-20