Контрольные вопросы

1. Какую роль играют очереди в планировании процессов? Как процессы в течение своей жизни мигрируют по очередям?

2. Опишите различия между долгосрочным, среднесрочным и краткосрочным планировщиками.

3. Что означает термин «планирование без вытеснения»?

4. Что такое диспетчеризация?

5. Дано множество процессов со временем непрерывной работы на процессоре, заданным в миллисекундах. Процессы поступают в порядке Р₁, Р₂, Р₃, Р₄, Р₅ в момент времени 0.

Построить диаграммы Ганта, иллюстрирующие выполнение этих процессов с использованием стратегий FCFS, SJF, HPF (без вытеснения) и RR (величина кванта равна 1).

Какая из стратегий дает минимальное значение среднего времени ожидания и среднего времени оборота?

Процесс	Время	Приоритет
Р1	5	3
Р2	6	2
Р3	4	1
Р4	10	4
Р5	2	1

6. Приведите пример алгоритма планирования, в результате работы которого процесс, располагая всеми необходимыми ресурсами, может бесконечно долго находиться в системе, не имея возможности завершиться.

7. В систему реального времени поступают 4 периодических сигнала с периодами 50, 100, 200 и 500 мс. На обработку каждого сигнала требуется 35, 20, 10 и х мс времени процессора. Укажите максимальное значение х, при котором система остается поддающейся планированию.

8. Взаимодействие процессов

Параллельно выполняемые процессы могут быть либо независимыми (independent processes) либо взаимодействующими (cooperating processes). Процесс является независимым, если он не влияет на выполнение других процессов в системе, а они в свою очередь не влияют на его выполнение. В противном случае процесс является взаимодействующим. Очевидно, что ни один процесс не может совместно использовать никакие данные с независимым процессом. С другой стороны, любые процессы, совместно использующие данные, являются взаимодействующими.

Существует несколько причин для предоставления средств взаимодействия процессов:

• Совместное использование информации (information sharing). В связи с тем, что несколько пользователей могут интересоваться одной и той же информацией, необходимо предоставлять возможность параллельного доступа к этому типу ресурсов.

• Повышение скорости вычислений (computation speedup). Если требуется, чтобы некоторая задача выполнялась быстрее, то ее необходимо разбить на несколько подзадач, каждая из которых выполнялась бы параллельно с остальными. Такого эффекта, однако, можно достигнуть только, если у компьютера есть многопроцессорные элементы (процессоры или каналы ввода-вывода).

• Модульность (modularity). Система может быть сконструирована с использованием модульного подхода, причем каждой системной функции соответствует отдельный процесс.

• Удобство (convinience). Даже отдельный пользователь может выполнять несколько задач параллельно.

Для организации взаимодействия процессов операционная система должна предоставлять средства коммуникации между процессами (IPC – interprocess communication) и средства синхронизации их работы.

Существует две фундаментальных модели межпроцессного взаимодействия: разделяемая память (sharing memory) и передача сообщений (message passing). В первом случае выделяется область памяти достаточно большого размера, совместно используемая несколькими процессами. Процессы могут обмениваться информацией, читая и записывая данные в эту область. Во втором случае взаимодействие осуществляется за счет обмена сообщениями между процессами. Такая модель полезна при обмене небольшими объемами данных. Современные системы, как правило, поддерживают обе модели.