20. Вытесняющие алгоритмы планирования процессов.

Алгоритм использует стратегию, при которой текущий процесс может быть вытеснен другим процессом. Например, после обработки прерывания на выполнение ставится процесс с более высоким приоритетом. при этом вытесненный процесс должен быть повторно обработан планировщиком. Стратегия с вытеснением может чередоваться со стратегией без вытеснения. Например, для каждого процесса вводится два флага: процесс может быть захвачен или нет, и процесс может захватить другой или нет.

21. Многоочередные дисциплины обслуживания процессов. Простая и приоритетная дисциплины.

Организуются N-очередей. Все запросы поступают в конец очереди. Первый процесс из очереди (i) поступает на обслуживание лишь тогда, когда все очереди от (i) до (i – 1) пустые, если кванта времени не хватило, то недообслуживаемый процесс поступает в конец очереди с номером (i+1). Если процесс выходит за пределы очереди N, то возможны два варианта: либо он обслуживается до конца, либо по циклическому алгоритму.

Приоритетная многоочередная дисциплина обслуживания.

Поступающие процессы попадают в очередь в соответствии с имеющимися приоритетами.

Эти приоритеты определяются параметрами процессов. Во многих ОС алгоритмы планировки построены, как с использованием квантования, так и с использованием приоритетов. Например, в основе планирования может лежать квантование по величине или порядок выбора процесса из очереди определяется приоритетами процессов.

22. Проблемы, возникающие при взаимодействии процессов в мультипрограммных ос

• Многие процессы находятся в зависимости от других процессов. Поэтому необходимо обеспечить их взаимодействие. Необходимость в синхронизации возникает в программе печати файлов (Print Server).

Эта программа печатает по очереди все файлы, имена которых другие программы в порядке поступления записывают в специальный общедоступный файл заказов. Особая переменная NEXT также доступна всем процессам клиентам и содержит номер первый свободный для записи в порции файлов позиции. Процессы клиенты читают эту переменную, записывают в свободную позицию имя своего файла и переписывают значение NEXT на 1.

Эффект «гонок».

Пусть процесс R решил распечатать свой файл и прочитал NEXT=4, но поместить имя файла не успел, так как закончился квант времени. Очередной процесс S, желающий распечатать файл, прочитал то же самое значение переменной NEXT и поместил в 4 позицию имя своего файла и нарастил значение переменной на 1. После передачи управления процессу R он в соответствии со значением текущей свободной позиции 4 имени файла процесса S. В итоге процесс S никогда не увидит свой файл распечатанным.

• Критическая секция – это часть программы, в которой осуществляется доступ к разделенным данным.

Взаимное исключение – это исключение эффекта «гонок». Обеспечивают, чтобы в каждый момент критической секции находилось не более одного процесса.

Простейший способ исключить процесс, позволить процессу, находящемуся в критической секции, запрещать все прерывания. Недостаток – опасно доверять управление системой пользовательскому процессу. Другой способ заключается в использовании блокирующих переменных. С каждым разделенным ресурсом связывается двоичная переменная ( 1 – ресурс свободен, 0 – ресурс занят). Однако операция проверки и установки блокирующей переменной должна быть неделимой. Запретить прерывание на протяжении всей. Недостаток – бесполезно тратится процессорное время при опросе блокирующей переменной.

• Взаимоблокировка (дедлоки (deadlocks), клинчи (clinch), тупики).

Конкуренция за ресурсы может привести в состояние взаимоблокировки, когда все процессы не могут продолжать работу. Проблемы синхронизации и взаимоисключения могут быть решены путем использования управлениям событиями и памятью.