9. Оценка алгоритмов планирования

Как выбрать алгоритм планирования для конкретной операционной системы?

Существует множество алгоритмов планирования, каждый со своими достоинствами и недостатками и множеством модификаций. В результате выбор алгоритма становится трудным.

Первая проблема – определение критериев оценки для выбора алгоритма. Как мы видели, существуют различные критерии. Чтобы выбрать алгоритм, сначала необходимо определить их относительную важность. Наш критерий должен включать несколько факторов, например:

• максимизировать загруженность центрального процессора с учетом того, что время отклика должно быть не более 1 с;

• максимизировать производительность так, чтобы время оборота (в среднем) было линейно пропорционально общему времени выполнения.

После выбора критерия следует сравнить различные алгоритмы. Существует несколько способов такого сравнения.

11Детерминированное моделирование

Один из важных методов оценки называется аналитической оценкой. Аналитическая оценка на основании алгоритма и работы системы получает формулу или численное значение числа операций, которые выполняет алгоритм для этой работы.

Одним из типов аналитической оценки является детерминистическое моделирование. При этом методе оценивается конкретная предопределенная задача и определяются действия алгоритма для ее выполнения.

Например, пусть имеются 5 процессов, поступивших в момент времени 0:

Р₁ 10

Р₂ 29

Р₃ 3

Р₄ 7

Р₅ 12

Рассмотрим стратегии FCFS, SJF и RR (q=10). Какой из алгоритмов даст наименьшее значение времени ожидания?

В случае стратегии FCFS процессы выполнялись бы следующим образом (рис. 7.7):

P1	P2	P3	P4	P5
0	10	39	42	49	61

Рисунок 7.18 – Диаграмма Ганта для стратегии FCFS

Время ожидания равно 0 мс для процесса P₁, 10 мс для процесса P₂, 39 мс для процесса P₃, 42 мс для процесса P₄ и 49 мс для процесса P_5. Таким образом, среднее время ожидания равно (0+10+39+42+49)/5 = 28 мс.

В случае стратегии SJF процессы выполнялись бы следующим образом (рис. 7.8):

P3	P4	P1	P5	P2
0	3	10	20	32	61

Рисунок 7.19 – Диаграмма Ганта для стратегии SJF

Время ожидания равно 10 мс для процесса P₁, 32 мс для процесса P₂, 0 мс для процесса P₃, 3 мс для процесса P₄ и 20 мс для процесса P_5. Таким образом, среднее время ожидания равно (10+32+0+3+20)/5 = 13 мс.

В случае стратегии RR процессы выполнялись бы следующим образом (рис. 7.9):

P1	P2	P3	P4	P5	P2		P5	P2
0	10	20	23	30	40	50		52	61

Рисунок 7.20 – Диаграмма Ганта для стратегии RR

Время ожидания равно 0 мс для процесса P₁, 32 мс для процесса P₂, 20 мс для процесса P₃, 23 мс для процесса P₄ и 40 мс для процесса P_5. Таким образом, среднее время ожидания равно (0+32+20+23+40)/5 = 23 мс.

Таким образом, мы видим, что стратегия SJF дает наилучшее значение среднего времени ожидания.

Такое моделирование является простым и быстрым. Однако, оно дает оценки только для конкретного случая. Главное использование такого моделирования – описание алгоритмов и иллюстрация их примерами. Рассмотрение множества примеров позволяет выявить тенденции в поведении алгоритмов.

Однако такое моделирование слишком специфично и требует слишком много точных знаний, чтобы быть полезным.