11.6.1. Статические и динамические приоритеты
Статические приоритеты не изменяются. Механизмы статической приоритетности легко реализовать. Однако они не реагируют на изменения в окружающей ситуации, изменения, которые могут сделать желательной корректировку приоритетов.
Механизмы динамических приоритетов реагируют на изменения в ситуации. Начальное значение приоритета, присвоенное процессу, может действовать в течение лишь короткого периода времени, после чего назначается новое, более подходящее значение. Схемы динамической приоритетности гораздо сложнее в реализации и связаны с большими издержками по сравнению со статическими схемами. Однако предполагается, что эти издержки оправдываются повышением реактивности системы.
11.6.2. Покупаемые приоритеты
Операционная система должна качественно обслуживать большой контингент пользователей на рациональных началах, однако она должна также предоставлять привилегированное обслуживание для тех ситуаций, когда какому-то из пользователей это требуется.
Пользователь, которому необходимо срочно выполнить свое задание, может с готовностью пойти на дополнительную оплату более высокого уровня обслуживания. Такая дополнительная оплата вполне оправданна, поскольку для этого могут потребоваться ресурсы других пользователей, платящих за них деньги.
11.7 Планирование по сроку завершения
При планировании по сроку завершения принимаются все меры для того, чтобы выполнение определенных заданий заканчивалось к заранее обусловленному времени, или конечному сроку. Результаты этих заданий могут иметь очень важное значение, если они будут получены вовремя, и могут оказаться бесполезными после назначенного срока. Пользователь зачастую с готовностью внесет дополнительную плату, лишь бы система гарантированно завершила выполнение его задания в назначенное время. Планирование по сроку завершения сложно организовать по многим причинам.
Пользователь должен заранее точно указывать, какие ресурсы потребуются для выполнения его задания. А подобную информацию можно иметь лишь в редких случаях.
Система должна выполнять задания к сроку без серьезного снижения уровня обслуживания других пользователей.
Система должна тщательно распределять загрузку своих ресурсов вплоть до указанного срока завершения задания. А это может быть достаточно трудно, поскольку могут поступать новые задания, предъявляющие к системе непредсказуемые требования.
Если приходится иметь дело одновременно со многими заданиями, для которых задается срок выполнения, то планирование может настолько усложниться, что потребуются специальные методы оптимизации, гарантирующие соблюдение всех сроков.
Активное управление ресурсами, необходимое при планировании по сроку завершения, может быть связано с существенными накладными расходами. Хотя пользователи согласны идти на достаточно высокую плату за предоставление услуг, обеспечивающих выполнение их заданий в указанные сроки, общий объем затрачиваемых на это системных ресурсов может оказаться настолько большим, что остальные пользователи, работающие с системой, будут страдать от ухудшенного обслуживания. Разработчики операционных систем должны тщательно учитывать возможность подобных конфликтов.
11.8 Планирование по принципу FIFO («first in - first out» — «первый пришедший обслуживается первым»)
По-видимому, наиболее простой дисциплиной планирования является принцип FIFO («первый пришедший обслуживается первым») (рис. 11.2). Центральный процессор предоставляется процессам в порядке их прихода в очередь готовности. После того, как процесс получает ЦП в свое распоряжение, он выполняется до завершения.
Рис. 11.2 Планирование по принципу FIFO («первый пришедший обслуживается первым»)
Принцип FIFO — это дисциплина планирования без переключения. Если рассуждать формально, то этот принцип можно считать справедливым, однако он все-таки в определенном смысле несправедлив тем, что длинные задания заставляют ждать короткие задания, а менее важные задания — более важные. Принцип FIFO характеризуется относительно небольшими колебаниями времен ответа и поэтому большей предсказуемостью, чем большинство других дисциплин обслуживания. Его не рекомендуется применять при планировании заданий пользователей, работающих в интерактивном режиме, поскольку он не может гарантировать хорошие времена ответа.
В современных системах принцип FIFO редко используется самостоятельно в качестве основной дисциплины обслуживания, а чаще комбинируется с другими схемами. Например, во многих схемах планирования предусматривается диспетчирование процессов в соответствии с их приоритетами, однако процессы с одинаковыми уровнями приоритета диспетчируются по принципу FIFO.