Призначення планування
В багатопрограмних обчислювальних системах одночасно виконується багато процесів, які можуть генерувати запити на звертання до дисків.
Оскільки ці процеси роблять запити значно швидше, ніж їх обслуговують дискові пристрої, в яких головки переміщаються, то до кожного пристрою формується черга запитів.
В деяких обчислювальних системах ці запити обслуговуються в порядку надходження, тобто за принципом FCFS (First Come First Served, перший, що прийшов, обслуговується першим).
Це справедливий метод надання послуг, але при підвищенні частоти запитів, тобто навантаження, він може приводити до дуже великих затримок.
Для методу FCFS характерним є випадковість пошуку, при якому запити, що надходять послідовно, можуть викликати досить довгі в часі підводи головок від самих зовнішніх до самих внутрішніх циліндрів.
Щоб звести до мінімуму час пошуку, доцільно навести порядок в запитах, за яким –небудь іншим принципом, ніж FCFS. Цей порядок і називається плануванням роботи з диском.
Рис. __
Планування вимагає ретельного аналізу запитів, що очікують в черзі для того, щоб визначити найбільш ефективний порядок їх обслуговування. Планувальник дискової пам’яті аналізує позиційні взаємозв’язки між запитами, що очікують. Після чого черга запитів перебудовується таким чином, щоб їх виконання відбувалось при мінімальних механічних переміщеннях.
Маємо два найбільш поширених види планування:
- оптимізація (за часом) пошуку циліндра;
- оптимізація (за часом) очікування запису.
Оскільки час пошуку циліндрів перевищує час очікування записів, як правило, на порядок, більшість алгоритмів планування ставить за мету мінімізацію часу пошуку циліндрів для деякої множини запитів.
Мінімізація часу очікування дає якийсь ефект тільки при дуже великих навантаженнях.
В умовах малих навантажень (тобто при невеликій середній довжині черги запитів) принцип FCFS можна вважати найбільш прийнятною дисципліною обслуговування запитів.
Але при середніх і більших навантаженнях планування може забезпечити значно кращі швидкісні характеристики, ніж простий метод FCFS.
Цільові характеристики принципів планування
Для розділення принципів планування на категорії існують і деякі інші критерії:
1) Пропускна здатність.
2) Середній час відповіді.
3) Розкид, або дисперсія відповіді в часі (тобто передбачуваність).
Ці критерії направлені на покращення загальних швидкісних характеристик, можливо і за рахунок деяких індивідуальних запитів. Плануванння часто поліпшує загальну картину, хоча і дещо знижує швидкість обслуговування певних запитів.
Одним з важливих кількісних показників для оцінки цього явища може служити розкид, або дисперсія відповідей в часі.
Дисперсія – це міра того, наскільки далеко значення індивідуальних елементів може відхилятись від середнього значення цих елементів.
В зв’язку з чим ми використовуємо дисперсію, як показник передбачуваності – чим менша дисперсія, тим більша передбачуваність.
Нам необхідна така стратегія планування, яка б мінімізувала дисперсію. Інакше може статися таке, що час обслуговування певних запитів просто не можна буде передбачити. (Неприпустимо, наприклад, в системі резервування авіаквитків). Якби стратегія планування була направлена тільки на досягнення максимальної пропускної здатності без одночасної мінімізації дисперсії, система обробляла би тільки зручні для обслуговування запити, а деякі ігнорувала би повністю.