Дисциплины с одной очередью

Основная цель управления процессором - обеспечить для всех процессов одно и то же среднее время ожидания. При этом для пакетной работы важно время нахождения процесса в системе, а для интерактивной - время, необходимое для обслуживания последнего запроса.

Дисциплина FCFS (first come - first served - первым пришел - первым обслужен). Совпадает с FIFO, но FIFO предусматривает очередь без заблокированных состояний, очередь все время соблюдается. При использовании FCFS процессы могут находиться в заблокированном состоянии, пропуская другие, готовые, к процессору. Приоритет устанавливается по времени поступления в систему. По FCFS процессы обслуживаются в порядке их появления, позволяя выполняться до конца, за исключением случаев заблокированного состояния.

Стоимость реализации низка, так как очередь проста и процессор не перераспределяется. Основной недостаток - короткие процессы должны ждать столько же, сколько и длинные. Теория очередей показывает, что для FCFS среднее время ожидания может расти неограниченно при приближении системы к пределу своей загруженности.

Стратегия избавления от недостатков FCFS состоит в минимизации общего среднего времени ожидания. Это время не для одного процесса, а для всех процессов в системе. К таким дисциплинам относятся SJN (shortest job next -" кратчайшее задание следующее ") и SRT (shortest - remaninq time - "следующее - с минимально оставшимся временем").

Дисциплина SJN основана на организации приоритетов не по времени создания процесса, а по времени его выполнения. Для этого в задании указывается ожидаемое время выполнения работы. Более короткие по времени задания помещаются в очередь перед более длинными.

SJN снижает общее время ожидания. При этом среднее время коротких заданий меньше, чем у длинных. Трудно предсказать, когда окончится длинный процесс, т.е. для них высока дисперсия (отклонение) времени ожидания. При появлении более короткого процесса, готового к исполнению, перераспределяют процессор в пользу последнего. Часто возникает ситуация, когда процессор отбирается у почти закончившегося процесса.

По дисциплине SRT приоритет устанавливается выше для работ, у которых оставшееся время меньше. Для этого необходимо в задании указывать время исполнения и иметь системный (аппаратный) таймер, чтобы учитывать для каждого процесса сколько времени он использовал процессор. Достоинство - процесс, которому осталось до завершения мало времени, закончится раньше. При SRT короткие процессы еще больше выигрывают.

Поскольку для SJN и SRT пользователь должен указывать время выполнения (время без учета блокировок и ожиданий ввода/вывода), то они не подходят для интерактивных процессов. При этих дисциплинах появляется желание занизить оценку времени, чтобы искусственно повысить свой приоритет. Для борьбы с этим, а также с программами, не выходящими из цикла, по истечении заказанного времени выполнение работ прекращают.

Для интерактивных работ особой популярностью пользуется дисциплина RR (round robin - идеоматический оборот - петиция с подписями, расположенными кружком, чтобы скрыть, кто подписался первым) - циклическая очередь ("вертушка"). Эта очередь имеет "хвост" и "голову". Вновь поступившие работы и работы, ставшие готовыми, попадают в "хвост". Выборка осуществляется с "головы". Процессор выделяется для выбранной работы на фиксированный квант времени. По истечении кванта работа блокируется и попадает в "хвост".

При этой дисциплине приоритет процесса возрастает с увеличением времени ожидания с момента последнего кванта (так как он продвигается к "голове") или с момента его создания, если процесс новый (способ "учета старения"). Это дисциплина равного обслуживания, так как если существует n готовых работ, то каждый получит 1/n часть процессорного времени.

Выбор кванта времени влияет на общее и индивидуальное среднее время обслуживания. При большом кванте q происходит отклонение от равного обслуживания. Возникновение новых или деблокирование процессов может задержать исполнение текущего процесса, а их блокирование - ускорить его исполнение. При маленьком q общее время ожидания может быть больше, чем при большом за счет увеличения частоты переключения, которое требует время для работы программ диспетчирования. Часто квант устанавливают равным t/n, где t - требуемое гарантированное время реакции системы на запрос, n - число процессов в очереди в данный момент.

В Windows 3.1 и Windows 95 не используется квантование. Переключение между процессами осуществляется только при блокировании других.

Дата добавления: 2015-10-02