36. Тупик: понятие, обнаружение, выход.
В многопользовательских системах процесс находится в состоянии тупика, если он ожидает некоторого события, которое никогда не произойдет.
Обнаружение тупика - это установление факта возникновения тупиковой ситуации и определение процессов и ресурсов вовлеченных в нее. Применение алгоритмов обнаружения тупиков сопряжено с определенными дополнительными затратами машинного времени, так как появляется необходимость прибегать к компромиссным решениям, что является чертой любой ОС. Введем некоторые обозначения. Пусть квадрат обозначает процесс. Большие круги - классы идентичных ресурсов. Малые круги внутри больших кругов - количество идентичных ресурсов каждого класса. Например, если в большом круге содержится 3 маленьких, то система имеет в наличии 3 эквивалентных ресурса одного класса. Рассмотрим возможные отношения, которые могут возникнуть в системе и изобразим их на графе запросов и распределения ресурсов.
Процесс Р1 в случае 1) запрашивает ресурс типа R1, стрелка Р1 доходит до большой окружности : то есть в текущий момент времени запрос от процесса на выделение ресурса находится в стадии рассмотрения В случае 2) ресурс типа R2 В случае 3) процесс Р3 запрашивает ресурс R3, который выделен Р4, ситуация приближается к тупику. Процессу Р5 в случае 4) выделен ресурс R5, необходимый процессу Р5 : так называемое круговое ожидание. Это пример типичного для любой ОС состояния тупика.
Графы запросов и распределения ресурсов динамически меняются по мере того как процессы запрашивают ресурсы, получают их и возвращают ОС.
Задача механизма обнаружения тупиков - определить, не возникла ли в системе тупиковая ситуация.
Систему оказавшуюся в тупике требуется вывести из него, при этом обязательно несколько процессов потеряется полностью или частично, что приведет к потере полностью или частично проделанной работы. Сложность восстановления системы после тупиковой ситуации обуславливается рядом факторов :
1) Неочевидность того, что система попала в тупиковую ситуацию.
2) В большинстве ОС нет эффективных средств при остановке процесса на неопределенно долгое время вывода его из системы и повторного его возобновления. Процессы реального времени должны работать непрерывно, не допускают остановки и последующего восстановления.
3) Даже если в системе есть средства остановки и восстановления процессов то это требует весьма значительных затрат машинного времени.
4)Требуется большой объем дополнительной работы высокопрофессиональных специалистов для восстановления потерянной ситуации. В современных ОС восстановление после тупиков обычно выполняется путем принудительного вывода процесса из системы, чтобы можно было использовать его ресурсы. Этот процесс обычно теряется. Зато могут работать другие процессы.
37. Объект исследования и типы моделей его представления
Модель– физическая (абстрактная) система, адекватно представляющая собой объект исследования.
Абстрактная модель– описание объекта исследования на некотором языке. Абстрактность модели проявляется в том, что ее компонентами являются понятия, а не физические элементы. Необходимые условия для перехода от исследования объекта к исследованию модели и дальнейшего перенесения результатов на объект исследования являются требования адекватности модели и объекта. Адекватность предполагает воспроизведение моделью с необходимой полнотой всех свойств объекта, существенных для цели данного исследования.
Концептуальная модель– абстрактная модель, выявляющая причинно-следственные связи, присущие исследуемому объекту, и существенные в рамках исследования. Основное назначение концептуальной модели – выявить набор причинно-следственных связей, которые следует учесть для получения требуемого результата. Один и тот же объект может быть представлен различными концептуальными моделями, которые строятся в зависимости от цели исследования. Одна концептуальная модель может отображать временные аспекты функционирования системы, в то время как другая – влияние отказов на работу системы.
Математическая модель– это абстрактная модель, представленная на языке математических отношений. Имеет форму функциональных зависимостей между параметрами, учитываемыми соответствующими концептуальными моделями. Эти зависимости конкретизируют причинно-следственные связи в концептуальной модели, характеризуют их количественно.