Планування процесів Дисципліни планування - вимоги, показники, класифікація

У загальному випадку планування (на будь-якому рівні) може бути представлене, як система масового обслуговування, показана на малюнку 2.1. Стосовно планування процесорного часу, компоненти цієї системи можуть бути інтерпретовані таким чином: заявкою є процес, обслуговуючим приладом - центральний процесор (ЦП), черга заявок - це черга готових процесів. Процеси-заявки поступають в чергу, при звільненні ЦП один процес вибирається з черги і обслуговується в ЦП. Обслуговування може бути перерване по наступних причинах:

• виконання процесу завершилося;

• процес запитав виконання операції, що вимагає очікування якого-небудь іншого ресурсу;

• виконання перерване системою.

Ріс.2.1. Представлення планування процесів у вигляді системи масового обслуговування

Перші два випадки з погляду системи масового обслуговування однакові: у будь-якому випадку процес виходить з даної системи. Якщо процес не завершився, то після отримання запитаного ресурсу процес знов поступить у вхідну чергу. У разі переривання процесу за ініціативою системи перерваний (витиснений) процес поступає у вхідну чергу відразу ж. Порядок обслуговування вхідної черги, черговість вибору з неї заявок на обслуговування і складає дисципліну або стратегію планування. Методи теорії масового обслуговування застосовуються для аналітичного моделювання процесу планування, хоча формальному аналізу піддаються тільки прості дисципліни (див., наприклад [12]).

Для оцінки ефективності функціонування даної системи масового обслуговування можуть бути застосовані кількісні показники. Позначимо через t - процесорний час, необхідне процесу для виконання. Ми його називатимемо тривалістю процесу. Позначимо через T - загальний час перебування процесу в системі. Цю величину - інтервал між моментом введення процесу в систему і моментом отримання результатів - також називають іноді часом реакції процесу. Разом з часом реакції, можуть бути корисні також і інші показники.

Втрачений час:

M = T - t;

визначає час, протягом якого процес знаходився в системі, але не виконувався.

Відношення реактивності:

R = t / T;

показує частку процесорного часу (часу виконання) в загальному часі реакції.

Штрафне відношення:

P = T / t;

показує, в скільки разів загальний час виконання процесу перевищує необхідний процесорний час.

Середні значення величин T, M, R, P і можуть служити кількісними показниками ефективності. Реальні системи, як правило, орієнтовані на конкретні характеристики процесів, зокрема, на певні діапазони значень t, тому вказані показники зручно розглядати як функції тривалості процесу: T(t), M(t), R(t), P(t).

До дисципліни планування в загальному випадку може застосовуватися широкий спектр вимог, найбільш істотні з яких наступні:

• дисципліна повинна бути справедливою - вона не повинна давати переваг одним процесам за рахунок інших і у жодному випадку не повинна допускати нескінченного відкладання процесів;

• дисципліна повинна забезпечувати максимальну пропускну спроможність системи - виконання максимальної кількості одиниць роботи (процесів) в одиницю часу;

• дисципліна повинна забезпечувати прийнятний час реакції для інтерактивних користувачів;

• дисципліна повинна забезпечувати гарантований час реакції для процесів реального часу;

• дисципліна повинна бути передбаченою - дисперсія часів виконання процесів, що володіють однаковими характеристиками, повинна бути мінімальною;

• дисципліна повинна враховувати зовнішні пріоритети, що привласнюються процесам користувачами і/або адміністратором системи;

• накладні витрати по реалізації дисципліни (витрати процесорного часу і інших ресурсів) повинні бути мінімізовані;

• дисципліна повинна враховувати комплексне використання ресурсів обчислювальної системи, забезпечуючи високе завантаження системи в цілому і раціональне використання ключових ресурсів.

Очевидно, що виконання всіх перерахованих вимог однаковою мірою неможливе, оскільки деякі з них противоречат один одному. У конкретних системах ті або інші вимоги висуваються на передній план - залежно від завдань системи і характеристик виконуваних в ній процесів, можливо і висунення на перший план нових вимог, не згаданих в нашому списку.