Лабораторный практикум по курсу "Операционные системы"
-уничтожение процесса;
-уничтожение потока;
-переход активного потока в состояние ожидания;
-завершение ожидания какого-либо потока;
-начало такта;
-начало кванта.
Блок определения замещаемой страницы вступает в работу при загрузке страницы в оперативную память, при определении, какую страницу необходимо вытеснить из памяти, и при выгрузке страницы из памяти.
Состояние системы в каждый конкретный момент описывается совокупностью следующих значений:
-вектор дескрипторов работающих процессов;
-вектор дескрипторов работающих потоков;
-вектор описателей страниц физической памяти.
В результате выполнения эксперимента вычисляется ряд статистических значений, соответствующих критериям оценки алгоритмов планирования, и среднее число страничных сбоев в секунду. Изменяя какой-либо один из параметров эксперимента, можно выполнить сравнительный анализ работы алгоритмов при различных значениях максимального числа процессов, частоты их появления, соотношения размера ВАП и оперативной памяти и т.д.
Архитектура программной лаборатории
Программная лаборатория представляет собой стандартное оконное приложение и обеспечивает удобный пользовательский интерфейс, позволяющий в диалоговом режиме задавать исходные данные решаемой задачи, наблюдать полученные результаты и сохранять их.
Логическая структура разрабатываемой программной лаборатории представляет собой совокупность следующих функциональных блоков:
1.Блок визуализации – отвечает за интерфейс программного комплекса.
2.Блок симуляции – отвечает за работу процесса симуляции.
3.Блок планирования – отвечает за выбор текущего процесса (потока) выбранным методом диспетчеризации.
4.Блок замещения страниц – отвечает за замещение страницы из памяти выбранным методом, если это необходимо.
5.Блок статистики – отвечает за накопление и анализ результатов эксперимента.
Общая структура программной лаборатории иллюстрируется на следующей схеме.
Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии» 99
Лабораторный практикум по курсу "Операционные системы"
|
Блок |
|
|
|
|
Блок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
статистики |
|
|
|
визуализации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Управление ходом |
|
Данные для |
||||||
|
|
|
эксперимента |
|
визуализации |
||||||
|
|
|
Событие |
|
|
|
Страничный |
||||
|
|
планирования |
|
|
|
|
сбой |
|
|||
|
Блок |
|
Блок |
|
Блок замещения |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
планирования |
|
|
|
симуляции |
|
|
|
|
страниц |
|
|
Номер потока |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
Номер вытесняемой |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
страницы |
||
Рис. 51 Архитектура симулятора многозадачной системы
Блоки 1-4 выполняют следующие действия.
1.Блок визуализации. - задание параметров;
- сохранение/загрузка эксперимента; - управление процессом симуляции; - визуализация процесса симуляции;
- визуализация результатов (статистика);
-сохранение результатов.
2.Блок симуляции.
-инициализация эксперимента;
-выполнение основного цикла по времени эксперимента;
-проверка наступления событий планирования и замещения страниц;
-обновление изображения;
-сбор статистики;
-завершение эксперимента. 3. Блок планирования.
-инициализация эксперимента (инициализация планировщика в системе);
-выполнение одиночной операции планирования по наступлении различных моментов планирования;
-деинициализация эксперимента.
4. Блок замещения страниц.
-инициализация эксперимента;
-выполнение одиночной операции замещения страниц;
-деинициализация эксперимента.
100 Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии»
Лабораторный практикум по курсу "Операционные системы"
Проведение эксперимента
Для проведения эксперимента необходимо указать параметры эксперимента и сформировать данные эксперимента, нажав на кнопку «Сформировать эксперимент». Эксперимент также может быть сохранен и впоследствии загружен (для проведения нескольких испытаний над одним набором данных).
После формирования эксперимента нужно выбрать используемые алгоритмы планирования и замещения страниц. В программной лаборатории реализованы алгоритмы планирования «случайный выбор потока» и «карусельное планирование» (Round Robin), алгоритмы замещения страниц «случайный» и «FIFO».
Рис. 52 Окно программы – симулятора многозадачной системы
В ходе эксперимента в журнал будет записываться информация о моментах планирования и принятых решениях и о произошедших страничных сбоях. По окончании эксперимента выводятся статистические данные.
Выполнение лабораторной работы
Выполнение работы подразумевает реализацию одного из алгоритмов планирования.
Программная лаборатория выполнена в среде разработки Borland C++ Builder 5.0. Для выполнения лабораторной работы предоставляются исходные тексты лаборатории, за исключением реализованных алгоритмов (они представлены в виде библиотек).
Описание используемых структур данных и назначение функций и процедур, используемых в коде, содержится в имеющемся описании программы.
Учебно-исследовательская лаборатория «Информационные технологии» 101