Стратегії керування потоками вимог
Стратегії керування потоками вимог у СМО задаються дисциплінами черги (D1) та дисциплінами обслуговування (D2).
Під дисципліною черги розуміють порядок (правило), за яким вимоги стають у чергу, якщо пристрій для обслуговування зайнятий, та порядок їх виходу з черги для обслуговування у вільному пристрої.
Дисципліна обслуговування визначає умови, за яких зупиняється обслуговування вимог, як обирається для обслуговування наступна вимога, подальше функціонування частково обслуженої вимоги.
Дисципліни черги та обслуговування можуть класифікуватися за такими ознаками:
наявність або відсутність пріоритетів вимог;
шкалою пріоритетів і правил її застосування;
обмеженням на розмірність черги та на час очікування у черзі (для D1) і призначенням вимог на обслуговування (для D2).
Одна з можливих класифікацій дисципліни черги наведена на рис. 1.9.
Для безпріоритетного обслуговування найпростіша система обслуговування передбачає поставлення вимог у чергу у порядку надходження. Вона має назву FIFO (First In First Out – “перший прийшов – перший пішов”). Інший спосіб організації черги “останнім надійшов – першим обслуговується” LIFO (Last In First Out) ще називається стеком. Вибір вимог з черги може здійснюватися за випадковим законом (RANDOM).
На рис. 1.10 наведена класифікація дисциплін обслуговування за тими же ознаками, що і для дисциплін черги.
Рис. 1.9. Класифікація дисципліни черги
У дисципліні обслуговування (D2) одиночного режиму на обслуговуванні перебуває тільки одна вимога. У (D2) групового режиму на обслуговуванні перебуває група вимог однієї черги. Вимоги поставленої на обслуговування групи послідовно відбираються з черги. Комбінований режим передбачає поєднання одиночного і групового режимів (частина черги обслуговується в одиночному режимі, а інша частина – у груповому).
До безприріотетного обслуговування також належить циклічна дисципліна обслуговування (циклічна D2), яка часто використовується у комп’ютерних системах. Вимога (програма) багаторазово використовує пристрій для обслуговування (процесор) перед тим, як його залишити.
Під час пріоритетного обслуговування кожній вимозі задається деякий параметр. Його значення визначає пріоритет. Пріоритет може бути незмінним у часі (статичний пріоритет) або бути залежним від часу перебування вимоги у системі (динамічний пріоритет).
Рис. 1.10. Класифікація дисципліни обслуговування
У системах з пріоритетом застосовуються наступні правила звільнення каналу обслуговування, якщо він зайнятий у момент надходження вимоги з більш високим пріоритетом:
відносного пріоритету (ВП) – пріоритет враховується тільки з моменту завершення обслуговування вимог і не впливає на процес обслуговування вимог з нижчим пріоритетом. Тобто, входження у систему вимоги з вищим пріоритетом у порівняні з вимогою, що обслуговується, не зумовлює переривання обслуговування останньої;
абсолютного пріоритету (АП) – канал обслуговування звільняється відразу у момент надходження вимоги з більш високим пріоритетом незалежно від того, чи було завершено обслуговування вимоги, що знаходиться у каналі. Вимога, обслуговування якої перервано, може бути вилучена із системи або повернута у накопичувач. Її подальше обслуговування може здійснюватися з місця переривання або з початку обслуговування;
змішаного пріоритету (ЗП) – допускається будь-яка комбінація правил відносного та абсолютного пріоритетів;
чергуючого пріоритету (ЧП) – аналог відносного пріоритету. Використовується у моменти завершення обслуговування групи вимог однієї черги і призначенням нової групи;
обслуговування за розкладом (ОР) – вимоги різних рівнів, що знаходяться у різних накопичувачах, обираються на обслуговування згідно деякого розкладу. Він задає послідовність опитування черг вимог.
Для математичного опису дисциплін обслуговування із змішаним пріоритетом використовується матриця пріоритетів Q = [qij │i,j =1,…,H], де Н – число класів вимог, які надходять у систему. Елемент qij задає пріоритет вимоги класу і у відповідності до вимог класу j. Він приймає такі значення:
