close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

код для вставкиСкачать
Тема лекции: «Планирование заданий: мультипрограммирование».
Ход урока:
1. Орг. Момент ( 1-2 мин.)
2. Опрос по пройденному материалу. Ответы на вопросы:
- Дать определение BIOS. Функции, назначение.
- Прерывания BIOS.
3. Изучение нового материала.
Планирование заданий появилось в пакетных системах после того, как для хранения
сформированных пакетов заданий начали использоваться магнитные диски.
Планирование заданий используется в качестве долгосрочного планирования процессов. Оно
отвечает за порождение новых процессов в системе, определяя ее степень
мультипрограммирования, т. е. количество процессов, одновременно находящихся в ней.
Процедуру выбора очередного задания для загрузки в машину, т. е. для порождения
соответствующего процесса, мы и назвали планированием заданий. Планирование
использования процессора впервые возникает в мультипрограммных вычислительных системах,
где в состоянии готовность могут одновременно находиться несколько процессов. Именно для
процедуры выбора из них одного процесса, который получит процессор в свое распоряжение, т.
е. будет переведен в состояние исполнение, мы использовали это словосочетание.
Мультипрограммирование, или многозадачность — это способ организации вычислительного
процесса, при котором на одном процессоре попеременно выполняются сразу несколько
программ. Эти программы совместно используют не только процессор, но и другие ресурсы
компьютера: оперативную и внешнюю память, устройства ввода-вывода, данные.
Мультипрограммирование призвано повысить эффективность использования вычислительной
системы, однако эффективность может пониматься по-разному. Наиболее характерными
критериями эффективности вычислительных систем являются:
- пропускная способность — количество задач, выполняемых вычислительной системой в
единицу времени;
- удобство работы пользователей, заключающееся, в частности, в том, что они имеют
возможность интерактивно работать одновременно с несколькими приложениями на одной
машине;
- реактивность системы — способность системы выдерживать заранее заданные (возможно,
очень короткие) интервалы времени между запуском программы и получением результата.
При мультипрограммировании основной функцией планировщика заданий является выборка
заданий на выполнение.
Применение мультипрограммирования дает выигрыш по времени обращения для некоторых
смесей заданий, и, наоборот, существуют смеси заданий, на которых мультипрограммирование
приводит к противоположному результату.
Планирования заданий в системах без мультипрограммирования.
В системах без мультипрограммирования для каждого задания порождается один процесс.
Значит разница между понятиями задание и процесс отсутствует.
Как только процессор был выделен для обслуживания процесса, он остается в его распоряжении
до окончания работы этого процесса.
Планирование заданий с простой очередностью- "первым пришел, первым обслужен"
Данный способ использует одну очередь без приоритетов и реквизиций. Избранный процесс
выполняется до конца, и ближайший за ним тот процесс, который находится в голове очереди.
Вновь поступаемый процесс помещается в хвост очереди.
Среднее время ожидания для одного задания зависит от загрузки системы и не зависит от
запрашиваемого времени обслуживания.
Планирование заданий с преимущественным выбором коротких заданий.
Задания упорядочиваются в очереди ожидания по их времени обслуживания. Время
обслуживания предполагается известным заранее. Короткие задания ставиться вперед.
При таком способе планирования привилегированное обслуживание резервируется для более
коротких заданий.
Недостатки:
·
риск отстранения выполнения длинных заданий при повышенной норме прибытия
коротких заданий;
·
необходимо заранее точно знать время обслуживания.
Планирования заданий в системах с мультипрограммированием.
При мультипрограммировании основной функцией планировщика заданий является выборка
заданий на выполнение.
Предположим, что в нашей системе применяется простейший алгоритм планирования процессов:
алгоритм равномерного циклического квантования, при котором каждому процессу в системе
выделяется небольшой квант процессорного времени стандартной величины. Другими словами,
если в системе одновременно находятся на выполнении n заданий, процессорное время
распределяется между ними равномерно.
Процессорное время - сумма квантов времени ЦПУ, затраченного на выполнение данного
задания.
Без учета ввода-вывода. Задания выполняются мультипрограммно, но без учета ввода-вывода,
т.е. эти задания используют только центральный процессор.
Кванты процессорного времени, выделяемые для выполнения заданий, пусть будут достаточно
малыми. Следовательно если в памяти находятся одновременно два задания, то каждое из них
будет выполняться вдвое медленнее.
Мультипрограммирование снижает производительность с точки зрения среднего времени
обращения. Среднее взвешенное время обращения улучшается. Наихудший вариант поступление заданий одновременно. Наилучший вариант - последовательное поступление
следующего задания после завершения предыдущего.
С учетом ввода-вывода.
На практике заметная часть времени выполнения задания тратится на ожидание завершения
необходимых для его работы операций ввода вывода, выполнение которых может быть
совмещено с обработкой ЦП других заданий. Вместо ожидания процессор мог бы переключиться
на обработку другого задания. Следовательно, планировщик должен таким образом создавать
процессы заданий, чтобы наиболее оптимально загрузить все устройств машины. Конфликты
процессов будут создавать среднее время ожидания.
С учетом требования к памяти и без учета ввода вывода.
Для выполнения программы необходимо выделить определенное количество основной памяти.
Но в любой системе память конечна, и ее выделение процессам подвержено определенным
алгоритмам и условиям.
Конфликты по памяти также увеличивают среднее время ожидания.
С учетом требований к памяти внешним устройствам без учета ввода вывода.
Конфликты, возникающие при распределении внешних устройств, могут заметно отразиться на
эффективности вычислительного процесса. Привести пример.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа