os-2015-06-dist

Разработка алгоритмов работы в модели рабочих станций

Как определить простаивающую рабочую станцию?

Как сообщить системе, что данная рабочая станция теперь не простаивает?

Если на занятой нашим заданием удаленной рабочей станции начал работать пользователь, то что следует делать?

11

Как правило, в модели рабочей станции применяется идея координатора

1.Простаивающая рабочая станция должна сообщить координатору о том, что она не занята. Координатор поддерживает у себя информацию о незанятых рабочих станциях

2.Процесс, желающий воспользоваться простаивающей рабочей станцией, обращается к координатору

3.Если у координатора есть свободные рабочие станции, то он посылает заинтересованному процессу информацию о такой станции

4.Процесс обращается к свободной рабочей станции с просьбой выделить ему ресурсы. На каждой рабочей станции есть менеджер, управляющий распределением ресурсов

5.Менеджер рабочей станции обращается к координатору с просьбой удалить данную рабочую станцию из списка свободных

6.Процесс выполняет установку окружения на удаленной рабочей станции.

7.Процесс запускает работу на удаленной рабочей станции

8.Процесс выполняет работу на удаленной рабочей станции

9.Процесс завершает работу на удаленной рабочей станции

10.Процесс посылает координатору сообщение о завершении им работы на удаленной станции

12

Распределение процессов по процессорам

Различают два основных класса стратегий распределения:

немигрирующие стратегии, в которых однажды помещенный на рабочую станцию процесс больше не меняет это место

мигрирующие стратегии, в которых передача процесса с одной рабочей станции на другую возможна несколько раз

На чем может основываться идея распределения процессов? В ее основе может лежать:

минимизация времени простоя процессоров

минимизация времени исполнения процессов

13

Алгоритмы распределения сводятся к основным проектным решениям

Детерминированные (четко определенные) или эвристические алгоритмы. В случае детерминированных алгоритмов система должна вести себя все время одинаково, т. е. все о процессах должно быть известно заранее

Централизованная или распределенная реализация алгоритма. Централизованные алгоритмы учитывают присутствие координатора, с помощью которого легче принимать решения

Оптимальные или приемлемые алгоритмы. В оптимальных алгоритмах все построения и вычисления выполняются с огромной точностью, но при этом тратится большое количество времени

Локальная или глобальная политика переноса процессов

Инициируемое источником (т. е. рабочей станцией, на которой выполняется много процессов) или простаивающей рабочей станцией управление распределением процессов

Реально существующие распределенные системы обычно используют эвристические распределенные приемлемые алгоритмы

14

Некоторые реализационные особенности алгоритмов

Если имеется переполненная процессами рабочая станция, то часть процессов необходимо перенаправить на другие рабочие станции. Проблема заключается в том, чтобы выбрать кандидата

Существуют три основных подхода к его поиску

Узел, на который будет переведен процесс, определяется случайным образом. Далее возможны два варианта: либо новая рабочая станция слабо загружена и процесс начинает работу на ней, либо станция загружена сильно и тогда продолжается поиск нового узла. Для того чтобы количество пересылок не стало слишком большим, обычно вводят ограничения на их количество

Новый узел также выбирается случайным образом, но вместо пересылки туда процесса высылается только запрос. Если ответ отрицательный, то продолжаем искать незагруженный узел. Ограничение на число пересылок есть и в этом случае

Одновременно посылаются запросы ко всем узлам сети, а затем анализируются ответы. В результате анализа можно выбрать

Примеры алгоритмов распределения

Детерминированный алгоритм на графах. Этот алгоритм в первую очередь используется в системах, где заранее известно число процессоров, объем памяти на каждой рабочей станции и величина ее загрузки. В качестве количественной характеристики берется связь процесса с другими процессами. Причем она учитывается только в том случае, если процессы находятся на разных рабочих станциях. Согласно этому алгоритму следует переносить процессы с одной рабочей станции на другую, чтобы уменьшить нагрузку

Централизованный алгоритм. На одном из узлов для каждой рабочей станции ведется анализ ее загруженности. В простейшем случае для каждого узла строится график. Если система не загружена, то график опускается вниз. При загрузке системы график поднимается вверх, причем движение осуществляется скачками по числу работающих в системе процессов

Экономический алгоритм. Компьютерная система рассматривается с точки зрения экономических моделей. Некоторый координатор собирает о рабочих станциях данные, включающие информацию о процессоре, памяти и других характеристиках. В результате определяется стоимость использования рабочих станций, выраженная некоторыми числами. Координатор принимает решение, опираясь на стоимость и некоторые дополнительные факторы, связанные с процессом (например, его цель)

16

Лекция 6 Средства коммуникации

17

Будем строить курс вокруг идей!

Коммуникация

18

Средства коммуникации Алгоритмы синхронизации

Проблемы при работе с ресурсами

20