18. Дисциплины диспетчеризации

Самой простой в реализации является дисциплина FCFS (First Come First Served – первый пришел, первым обслужен), согласно которой задачи обслуживаются «в порядке очереди», т.е. в порядке их появления (рисунок 8.1). Те задачи, которые были заблокированы в процессе работы (попали в состояние ожидания, например из-за операций ввода-вывода) после перехода в состояние готовности вновь ставятся в эту очередь готовности. При этом возможны два варианта: 1) ставить разблокированную задачу в конец очереди готовых к выполнению задач (самый простой, применяется чаще всего); 2) диспетчер помещает разблокированную задачу перед теми задачами, которые еще не выполнялись – т.е. образуется две очереди: одна из новых задач, а другая – из ранее выполнявшихся задач, попавших в состояние ожидания.

Рисунок 8.1 – Дисциплина диспетчеризации FCFS

Дисциплина не требует внешнего вмешательства в ход вычислений, при ней не происходит перераспределения процессорного времени. Она относится к не вытесняющим дисциплинам. Достоинства: простота реализации и малые расходы системных ресурсов на формирование очереди задач. Недостаток: при увеличении загрузки вычислительной системы растет среднее время ожидания обслуживания, причем короткие задания вынуждены ожидать столько же, сколько и трудоемкие. Избежать этого недостатка позволяют дисциплины SJN и SRT.

19. Дисциплина обслуживания sjn

Дисциплина обслуживания SJN (Shortest Job Next – следующим выполняется самое короткое задание) требует, чтобы для каждого задания была известна оценка в потребностях машинного времени. Она предполагает, что имеется только одна очередь заданий, готовых к выполнению. Задания, которые были заблокированы в процессе своего исполнения, вновь попадают в конец очереди готовых к выполнению наравне с вновь поступающими. Это приводило к тому, что те задания, которым требовалось немного времени для завершения, вынуждены были ожидать процессор наравне с длительными работами.

20. Дисциплина обслуживания srt

Дисциплина обслуживания SRT (Shortest Remaining Time – следующим выполняется задание, которому осталось меньше всего времени выполняться на компьютере) была предложена для устранения этого недостатка.

Все три дисциплины обслуживания могут использоваться для пакетных режимов обработки, когда пользователю не нужно ждать реакции системы – он просто сдает свое задание и через несколько часов получает результаты вычислений. Для интерактивных вычислений необходимо обеспечить приемлемое время реакции системы. Если система является мультитерминальной желательно, чтобы она обеспечивала еще и равенство в обслуживании. Для систем разделения времени основной является система обслуживания, согласно которой главным является равенство обслуживания при приемлемом времени обслуживания (этой стратегии соответствуют Unix-системы).

21. Карусельная дисциплина диспетчеризации

Если система однопользовательская с возможностью мультипрограммной обработки, то желательно, чтобы программы, с которыми непосредственно работает пользователь, имели лучшее время реакции, нежели фоновые задания. При этом желательно, чтобы некоторые приложения, выполняясь без непосредственного участия пользователя (например, получение электронной почты с использованием модема и коммутирующих линий для передачи данных), гарантированно получали необходимую им долю процессорного времени. Для решения перечисленных проблем используется дисциплина обслуживания, называемая карусельной (Round Robin, RR), и приоритетные методы обслуживания. Дисциплина RR (рисунок 8.2) предполагает, что каждая задача получает процессорное время порциями (квантами времени q– time slice). После окончания кванта времени q задача снимается с процессора, и он передается следующей задаче. Снятая задача ставится в конец очереди задач, готовых к выполнению. Это - одна из самых распространенных дисциплин.

Дисциплина карусельной диспетчеризации более подходит для случая, когда все задачи имеют одинаковые права на использование ресурсов центрального процессора. Однако одни задачи всегда нужно решать в первую очередь, тогда как остальные могут подождать. Это реализуется за счет того, что одной задаче присваивается один приоритет, а другой задаче – другой. Задачи в очереди будут располагаться в соответствии с их приоритетами. Формирует очередь диспетчер задач. Процессор в первую очередь предоставляется задаче с более высоким приоритетом, и только если ее потребности удовлетворены или она попала в состояние ожидания, диспетчер может предоставить его следующей задаче. Основная идея карусельной дисциплины обслуживания и механизм приоритетов по-разному используются в различных дисциплинах обслуживания.