18) Семафоры

Для устройств ввода/вывода семафор выставляется равный нулю. После запуска управляющего процесса выполняется down, и т.к. семафор равен нулю, процесс блокируется. Когда нужно активизировать процесс управления, выполняется up.

Семафоры - переменные для подсчета сигналов запуска, сохраненных на будущее.

Были предложены две операции down и up (аналоги sleep и wakeup).

Прежде чем заблокировать процесс, down проверяет семафор, если он равен нулю, то он блокирует процесс, если нет, то процесс снова становится активным, и уменьшает семафор на единицу.

up увеличит значение семафора на 1 или разблокирует процесс находящийся в ожидании..

down уменьшает значение семафора на 1 или блокирует процесс, если семафор =0.

down и up выполняются как элементарное действие, т.е. процесс не может быть блокирован во время выполнения этих операций. Значит, у операционной системы должен быть запрет на все прерывания, и перевод процесса в режим ожидания.

19) Решение проблемы переполненного буфера с помощью семафора

21) Основные понятия планирования процессов. Задачи алгоритмов планирования

Планирование - обеспечение поочередного доступа процессов к одному процессору.

Планировщик - отвечающая за это часть операционной системы. Алгоритм планирования - используемый алгоритм для планирования. Ситуации, когда необходимо планирование:

1. Когда создается процесс

2. Когда процесс завершает работу

3. Когда процесс блокируется на операции ввода / вывода, семафоре, и т.д.

1. Для всех систем:

· Справедливость - каждому процессу справедливую долю процессорного времени

· Контроль над выполнением принятой политики

· Баланс - поддержка занятости всех частей системы (например: чтобы были заняты процессор и устройства ввода / вывода)

2. Системы пакетной обработки

· Пропускная способность - количество задач в час

· Оборотное время - минимизация времени на ожидание обслуживания и обработку задач.

· Использование процесса - чтобы процессор всегда был занят.

3. Интерактивные системы

· Время отклика - быстрая реакция на запросы

· Соразмерность - выполнение ожиданий пользователя (например: пользователь не готов к долгой загрузке системы)

4. Системы реального времени

· Окончание работы к сроку - предотвращение потери данных

· Предсказуемость - предотвращение деградации качества в мультимедийных системах (например: потерь качества звука должно быть меньше чем видео)

22) Планирование в системах пакетной обработки

«Первым пришел — первым обслужен»

Процессам предоставляется доступ к процессору в том порядке, в котором они его запрашивают. Чаще всего формируется единая очередь ждущих процессов. Как только появляется первая задача, она немедленно запускается и работает столько, сколько необходимо. Остальные задачи ставятся в конец очереди. Когда текущий процесс блокируется, запускается следующий в очереди, а когда блокировка снимается, процесс попа­дает в конец очереди.

Основным преимуществом этого алгоритма является то, что его легко понять и столь же легко программировать.

Недостатком является абсолютная неоптимизированность планирования.

«Кратчайшая задача — первая»

Рассмотрим еще один алгоритм без переключений для систем пакетной обработки, предполагающий, что временные отрезки работы известны заранее. Если в очереди есть несколько одинаково важных задач, планировщик выбирает первой самую короткую задачу.

Преимущество алгоритма заключается в оптимизации задачи.

Недостатком является то, что эта схема работает лишь в случае одновременного наличия задач.