Алгоритмы планирования, основанные на приоритетах
Алгоритм планирования, основанные на приоритетах
Приоритеты обслуживания – другая важная концепция, вытесняющих алгоритмов планирования.
Приоритетное обслуживания предполагает наличие у потоков некоторой изначально известной характеристики – приоритета, на основание которой определяется порядок их выполнения.
Приоритет – число, характеризующее степень привилегированности потока при использовании ресурсов ВМ.
Значение приоритета включается в описатель процесса.
При назначении приоритета ОС учитывает:
Является этот процесс системным или прикладным
Каков статус пользователя, запустивший процесс
Было ли явное указание пользователя на присвоение процессу определённого уровня приоритета
В большинстве современных ОС возможно изменение приоритета потоков:
По инициативе самого потока
По инициативе пользователя
Когда ОС сама меняет приоритет в зависимости от складывающейся ситуации (изменение – динамическое)
Во избежание разбалансировки системы большинством разработчиков ОС ограничивает возможности пользователей на изменение приоритетов, т.е. приоритеты назначаются по умолчанию.
Существуют 2 разновидности приоритетного обслуживания:
обслуживание с относительными приоритетами
обслуживание с абсолютными приоритетами
Общим для них является то, что на выполнение из очереди готовых потоков выбирается поток, имеющий наивысший приоритет.
В системах с относительными приоритетами момент смены активного потока выбирается тогда, когда поток сам покинет процессор, перейдя в состояние ожидание, либо завершится поток, либо произойдёт ошибка.
Поясняется рис. 4а
Рис. 4. Графы состояний потоков в системах с относительными и
абсолютными приоритетами
В системах с абсолютными приоритетами выполнение активного потока прерывается, кроме названных причин, ещё и при условии, если в очереди готовых потоков появился поток с приоритетом выше, чем у активного. В этом случае, активный поток вытесняется в очередь готовых потоков, а поток с высшим приоритетом начинает выполняться.
Рис. 4б
Для систем разделения и реального времени, абсолютные приоритеты невозможны.
В системах пакетной обработки чаще применяются относительные приоритеты. А абсолютные приоритеты нужны там, где важна быстрая реакция на события.
Синхронизация процессов и потоков: цели и средства синхронизации
Цели и средства синхронизации
В виду многообразия современных ОС существует достаточно обширный класс средств ОС для взаимной синхронизации процессов и потоков.
Целью синхронизации является исключение гонок и тупиков в случаях:
Обмена данными между потоками
При разделении данных
При доступе к процессору и устройству Ввода-Вывода (ВВ)
Во многих ОС средства синхронизации называются средствами межпроцессорного взаимодействия (IPS – Inter process communication)
Эти средства делятся на 2 группы:
Средства межпроцессорной синхронизации
Средства межпроцессорного обмена данных
В мультипрограммной среде выполнение потока всегда имеет асинхронный характер. Нельзя с полной определённостью сказать, на каком этапе будет находиться выполнения процесса в конкретный момент времени. Ещё более неопределёнными бывают моменты прерывания потоков, время нахождения их в очередях, порядок выбора их на выполнение.
Таким образом, потоки в общем случае протекают независимо асинхронно друг от друга.
Поэтому любое взаимодействие процессов или потоков связано с их синхронизацией, которая заключается в согласовании их скоростей путём приостановки потока до наступления некоторого события и последующей его активизации.
Для синхронизации потоков прикладных программ программист может использовать собственные средства и приёмы синхронизации. Однако, такие потоки будут взаимодействовать в рамках одного процесса. С учётом этого, во многих случаях более эффективными или даже единственно возможными являются средства синхронизации, предоставляемые ОС в форме системных вызовов.
Средства синхронизация нужны не только для взаимодействия прикладных процессов, но и для внутренних нужд ОС. Поэтому у многих ОС имеет целый спектр средств синхронизации, более того, они чаще всего образуют иерархию.