Лабораторный практикум по курсу "Операционные системы"

частотой, решения по планированию могут приниматься при каждом прерывании по таймеру (или каждом k-ом).

С последним способом планирования связаны следующие два определения.

Невытесняющие алгоритмы планирования выбирают поток и позволяют ему работать вплоть до блокировки либо до того момента, когда поток сам отдаст центральный процессор.

Вытесняющие алгоритмы планирования выбирают поток и позволяют ему работать некоторое максимально возможное фиксированное время. Если к концу заданного интервала времени поток все еще работает, он приостанавливается, и управление переходит к другому потоку (если существует поток, готовый к исполнению). Вытесняющее планирование требует прерываний по таймеру, происходящих в конце отведенного периода времени. При отсутствии таймера возможна реализация только невытесняющих алгоритмов.

Критерии оценки алгоритмов планирования

Различные операционные системы и различные приложения ориентированы на решение различных задач. Соответственно, критерии оценки алгоритмов планирования в разных системах может быть различно. Традиционно выделяют три среды:

1. Системы пакетной обработки данных.

В системах пакетной обработки данных нет пользователей, сидящих за терминалами и ожидающих ответа. В таких системах приемлемы алгоритмы без переключений или с переключениями, но с большим временем, уделяемом каждому потоку. Такой подход уменьшает число переключений контекста процессов/потоков и повышает эффективность.

2. Интерактивные системы.

В интерактивных системах необходимы алгоритмы с переключениями, чтобы предотвратить захват процессора одним потоком – преднамеренный или как следствие ошибки программирования. Необходимо поддержание разумной степени мультипрограммирования за счет ограничения количества процессов и потоков, которые могут работать в системе одновременно, и понимание человеческой психологии. Если между нажатием на клавишу и появлением символа на экране проходит 20-30 секунд, то многие пользователи предпочтут прекратить работу и продолжить ее, когда система будет менее загружена, либо могут даже сменить операционную систему.

3. Системы реального времени.

В системах с ограничениями реального времени основной задачей всей системы в целом является гарантированная обработка поступающих сигналов в течение заданных временных отрезков.

Существует несколько критериев оценки алгоритмов планирования. Есть критерии, общие для всех сред, и есть критерии, имеющие значение только в какой-либо одно среде.

1. Общие критерии.

- Справедливость – гарантированное предоставление каждому потоку справедливой доли процессорного времени. В данном случае «справедливой» не значит «равной», однако сопоставимые потоки и процессы должны получать сопоставимое обслуживание.

- Баланс – поддержка занятости всех частей системы. Например, если выбирать на исполнение поочередно потоки, ограниченными возможностями процессора, и потоки, ограниченными возможностями устройств ввода-вывода, то загрузка как процессора, так и устройств ввода-вывода будет максимальной.

26 Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии»