Практичне заняття №4 Розрахунок характеристик якості функціонування ос

Мета роботи: оволодіння практичними навичками розрахунку середнього часу очікування, середнього часу перебування й інших характеристик якості функціонування ОС з метою вироблення конкретних рекомендацій щодо підвищення цієї якості.

Короткі теоретичні зведення і приклад виконання роботи.

Задача 1. Нехай ОС реалізує три прикладні програми з середньою трудомісткістю ₁ =100 операцій, ₂=1000 операцій. Програми ініціюються з інтенсивностями ₁=1.5c^-1, ₂ = 2^c-1. При використанні безпріоритетної дисципліни обслуговування заявок оцінити середній час очікування початку обслуговування  і час перебування заявок у системі для швидкодії процесора: 50 тис. операцій у секунду.

Середній час обслуговування заявки типу i = 1,2 визначається значенням:

,

де B – середнє значення швидкодії процесора.

₁=₁B=1000/50000=0.02c;

₂=₂B=1000/50000=0.2c.

Середній час очікування:

де _i - завантаження системи i заявкою;

_i - час обслуговування заявки типу i;

v_i - коефіцієнт варіації;

R - рівень загального завантаження;

М - кількість типів заявок.

Визначимо завантаження системи:

Припустимо, що час виконання програми розподілено за експоненціальним законом. Тоді v_i = 1. Визначимо середній час очікування:

Тепер визначимо середній час перебування з урахуванням того, що обслуговування здійснюється за безпріоритетною ( ₂=₁=_і)дисципліною обслуговування :

Якщо прийняти допущення про сталість часу виконання програми, при якому v=0, то характеристики обслуговування будуть мати наступні значення:

Задача 2. Для потоків заявок, охарактеризованих у задачі 1, має місце наступний спосіб розподілу відносних пріоритетів ₁, ₂ між потоками заявок z₁, z₂₁= 1, ₂=2. Оцінити середній час очікування і перебування за умови, що час виконання програм розподілено за експоненціальним законом.

Час очікування заявок _i визначимо за формулою:

Тоді

Визначимо час перебування u_i=_i+_i:

Задача 3. Нехай у ОС з вхідними потоками заявок і трудомісткістю програм, зазначеними в прикладі 2, використовується дисципліна обслуговування з наступним розподілом абсолютних пріоритетів: ₁ =1; ₂ = 2.

Оцінимо час очікування _і i час перебування заявок u_i типу 1,2, розрахований відповідно до формули:

де ₁,..., _m - інтенсивності найпростіших потоків заявок;

_i,…,_m - математичні очікування тривалостей обслуговування;

 _i⁽²⁾,…,_m⁽²⁾ - другі початкові моменти тривалостей обслуговування.

Приймемо допущення, що час виконання програм розподілено за експоненціальним законом і другий початковий момент  _i⁽²⁾=2_i⁽²⁾.

Практична частина

1. Вивчити методичні вказівки й одержати завдання.

2. Розв’язати завдання. Зробити висновки.

3. Оформити і захистити звіт про практичну роботу.

Контрольні питання

1. У яких випадках використовується дисципліна обслуговування з відносними пріоритетами? Абсолютними пріоритетами?

2. Як залежить час очікування заявок від швидкодії процесора при безпріоритетній дисципліни обслуговування? З відносними пріоритетами? Абсолютними пріоритетами?

3. Проведіть порівняльний аналіз відомих вам дисциплін обслуговування.

4. Які характеристики дисциплін обслуговування зі змішаними пріоритетами?

5. Яка залежність часу очікування швидкодії процесора для дисципліни зі змішаними пріоритетами?

Варіанти індивідуальних завдань.

1. Розглянемо ОС, що реалізовує три прикладні програми з середньою трудомісткістю ₁=100 операцій.₂=3000 операцій і =1000 операцій, Програми ініціюються з інтенсивностями:

₁ = 1.5^c-1, ₂ = 10 ^c-1, ₃ = 2.5 ^c-1.

При використанні безпріоритетної дисципліни обслуговування заявок необхідно оцінити затримки початку обслуговування й час перебування заявок у системі для наступних значень швидкодії процесора: 40 тис., 50 тис., 60 тис. Результати розрахунку характеристик обслуговування оформити у вигляді таблиці. Побудувати графік залежності часу очікування w від швидкодії В процесора.

2. Задано ОС із вхідними потоками заявок і трудомісткістю, зазначеними в прикладі 1, для наступних способів розподілу заявок:

Оцінити час очікування заявок перебування для двох зазначених способів розподілу пріоритетів. Результати розрахунку занести в таблицю. Показати на графіку залежність часу очікування заявок від швидкодії процесора для обох способів розподілу пріоритетів і безпріоритетного обслуговування.

3. У ОС з вхідними потоками заявок і трудомісткістю програм, зазначеними в задачі 1. використовується дисципліна обслуговування заявок з абсолютними пріоритетами. За аналогією із завданням 2. розглянемо наступний спосіб розподілу пріоритетів:

У таблицю занести час очікування _i і час перебування заявок u_i типу 1,2,3. Побудувати графік, що показує залежність часу очікування заявок від швидкодії процесора, для двох способів розподілу пріоритетів і безпріоритетного обслуговування.