69305

Загальні принципи планування процесів та потоків

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Можливість паралельного виконання потоків залежить від кількості доступних процесорів. Якщо процесор один, паралельне виконання неможливе принципово (у кожен момент часу може виконуватися тільки один потік).

Украинкский

2014-10-03

47.5 KB

3 чел.

Лекція № 9

Тема: Загальні принципи планування процесів та потоків

План

  1.  Особливості виконання потоків
  2.  Механізм і політика планування
  3.  Застосовність принципів планування

Можливість паралельного виконання потоків залежить від кількості доступних процесорів. Якщо процесор один, паралельне виконання неможливе принципово (у кожен момент часу може виконуватися тільки один потік). Якщо кількість процесорів JV> 1, паралельне виконання може бути реалізоване тільки для iV потоків (по одному потокові на процесор).

Якщо потоків у системі більше, ніж доступних процесорів, ОС повинна розв'язувати задачу планування (scheduling). Головна мета планування для однопроцесорної системи полягає у такій організації виконання кількох потоків на одному процесорі, за якої у користувача системи виникало б враження, що вони виконуються одночасно.

Це означення може бути розширене на багатопроцесорні системи у разі виникнення задачі планування, коли кількість потоків перевищує кількість доступних процесорів.

У цьому розділі мова йде про основні види планування, їхні принципи та алгоритми.

Розглянемо загальні принципи, що лежать в основі планування.

Особливості виконання потоків

З погляду планування виконання потоку можна зобразити як цикл чергування періодів обчислень (використання процесора) і періодів очікування введення-виведення. Інтервал часу, упродовж якого потік виконує тільки інструкції процесора, називають інтервалом використання процесора (CPU burst), інтервал часу, коли потік очікує введення-виведення, — інтервалом введення-виведення (I/O burst). Найчастіше ці інтервали мають довжину від 2 до 8 мс.

Потоки, які більше часу витрачають на обчислення і менше — на введення-виведення, називають обмеженими можливостями процесора (CPU bound). Вони активно використовують процесор. Основною їхньою характеристикою є час, витрачений на обчислення, інтервали використання процесора для них довші. Потоки, які більшу частину часу перебувають в очікуванні введення-виведення, називають обмеженими можливостями введення-виведення (I/O bound). Такі потоки завантажують процесор значно менше, а середня довжина інтервалу використання процесора для них невелика. Що вища тактова частота процесора, то більше потоків можна віднести до другої категорії.

Механізми і політика планування

Слід розрізняти механізми і політику планування. До механізмів планування належать засоби перемикання контексту, засоби синхронізації потоків тощо, до політики планування - засоби визначення моменту часу, коли необхідно перемкнути контекст. Ту частину системи, яка відповідає за політику планування, називають планувальником (scheduler), а алгоритм, що використовують при цьому, - алгоритмом планування (scheduling algorithm).

Є різні критерії оцінки політики планування, одні з них застосовні для всіх систем, інші — лише для пакетних систем або лише для інтерактивних.

Сьогодні найчастіше використовують три критерії оцінки досягнення мети.

Мінімальний час відгуку. Це найважливіший критерій для інтерактивних систем. Під часом відгуку розуміють час між запуском потоку (або введенням користувачем інтерактивної команди) і отриманням першої відповіді. Для сучасних систем прийнятним часом відгуку вважають 50-150 мс.

Максимальна пропускна здатність. Це кількість задач, які система може виконувати за одиницю часу (наприклад, за секунду). Такий критерій доцільно застосовувати у пакетних системах; в інтерактивних системах він може бути використаний для фонових задач. Щоб підвищити пропускну здатність, необхідно:

скорочувати час даремного навантаження (наприклад, час, необхідний для перемикання контексту);

ефективніше використати ресурси (для того, щоб ані процесор, ані пристрої введення-виведення не простоювали).

Третім критерієм є справедливість, яка полягає в тому, що процесорний час потокам виділяють відповідно до їхньої важливості. Справедливість забезпечує такий розподіл процесорного часу, що всі потоки просуваються у своєму виконанні, і жоден не простоює. Відзначимо, що реалізація справедливої політики планування не завжди призводить до зменшення середнього часу відгуку. Іноді для цього потрібно зробити систему менш справедливою.


Застосовність принципів планування

Принципи планування потоків застосовні насамперед до багатопотокових систем із реалізацією схеми 1:1 (тут плануються винятково потоки ядра), а також до систем з реалізацією моделі процесів. В останньому випадку замість терміна «потік» можна вживати термін «процес», а інформацію, необхідну для планування, зберігати в структурах даних процесів. Складніші принципи планування використовують у багатопотокових системах, для яких кількість потоків користувача не збігається з кількістю потоків ядра (схеми 1:M\M:N). Для них потрібні два планувальники: один для роботи на рівні ядра, інший - у режимі користувача.

Питання для самоконтролю:

  1.  Особливості виконання потоків
  2.  Планувальник. Алгоритм планування
  3.  Критерії підвищення пропускної здатності
  4.  Застосовність принципів планування


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81658. Цвіркун та праця 52 KB
  Обладнання: малюнок цвіркуна мурашки торбинка запитань словникові слова картинки з написом Обвинувачі Захисники карта світу. За що боровся сірійський народ Що цікавого можна розповісти про про автора Які бувають цвіркуни Прочитайте рядки про весняне пробудження цвіркуна Знайдемо рядки осуду цвіркуна мурашиним родом.
81659. Аппликация из бумаги и картона. Виды бумаги и картона. Свойства картона. Последовательность действий при работе с бумагой и картоном по шаблону. Изготовление сюжетной аппликации «Ежик» 73 KB
  Сказочный персонаж ежик Шуршик стаканчики с водой полоски бумаги и картона альбомы для уроков труда бумага картон клей ножницы шаблоны салфетки. Вспомним о разновидности бумаги проведем исследовательскую работу чтобы раскрыть свойства картона и выполним практическую работу по изготовлению аппликации.
81660. Різноманітність тварин в природі. Я і Україна (природознавство) 553.5 KB
  Удосконалювати навички роботи в малих групах формувати уміння порівнювати тварингрупувати їх. Виховна: виховувати любов до природи дбайливе ставлення до тварин. На нас чекають цікаві пригодиви дізнаєтесь які є групи тварин.
81661. Русская литерная критика эпохи предромантизма:полемика о «старом» и «новом» слоге; дискуссии о принципах перевода «Иллиады» Гомера; дискуссии о новых поэтических жанрах 31.86 KB
  Начав перевод Илиады поэт вскоре убедился что традиционный александрийский стих не передаст стих Гомера. В результате напряженных творческих исканий он понял Гомера как народного поэта Древней Греции как поэта общественнонациональной темы. Следовательно чтобы понять и почувствовать Гомера не надо ориентироваться на современный изящный вкус Переводчику Гомера должно отречься от раболепства перед вкусом гостиных перед сей прихотливой утонченностью и изнеженностью обществ.
81662. Становление русской романтической критики в тв-ве В.А.Жуковского, К.Н.Батюшкова. Типологический анализ 1й из статей Жуковского 32.99 KB
  Типологический анализ 1й из статей Жуковского. Создание новой школы в русской поэзии и соответствующей запросам этой школы новой критики связано с именем Василия Андреевича Жуковского 1783 I8S2. Статьи Жуковского его размышления об искусстве в письмах и дневниках многочисленные эстетические конспекты являющиеся важным свидетельством активного самообразования и самоопределения богатейший материал для осмысления вклада поэта в русскую критику. Обращает на себя внимание тесная сращенность критической и поэтической мысли Жуковского...
81663. Литературная критика русского гражданственного романтизма: представители, принципы, проблематика, жанровое своеобразие статей. Роль декабристских альманахов в развитии русской романтической критики 28.98 KB
  Роль декабристских альманахов в развитии русской романтической критики. Обращавшиеся к характеристике данного периода и данного круга имен исследователи истории отечественной критики предлагали разные дефиниции: литературная критика декабристов критика революционноромантического направления критика гражданского романтизма критика гражданственного романтизма и т. Сами критики ни революционными романтиками ни тем более декабристами себя не называли. и во многом определивших темы и проблематику критики гражданственного романтизма...
81664. Типологический анализ статей А.А.Бестужева или В.К. Кюхельбекера. Жанровое и стилевое своеобразие статей 35.18 KB
  Если в статье Взгляд на нынешнее состояние русской словесности 1817 своем первом критическом выступлении в печати Кюхельбекер приветствовал обновление русской поэзии произошедшее благодаря деятельности Жуковского и воспринимал привнесенный им в литературу германический дух свободный и независимый как близкий нашему национальному духу то в статье О направлении нашей поэзия особенно лирической в последнее десятилетие 1824 он подвергал резкой критике школу Жуковского и в особенности ее подражателей за мелкость тем...
81665. Особенности развития русской литературной критики 1830-х гг. Романтическая критика на страницах ж-ла Н.А.Полевого «Московский телеграф» 35.24 KB
  Полевого создавал атмосферу новизны непрестанного поиска. Полевого; с романтических повестей Вечера на хуторе близ Диканьки начинает писательское поприще И. Полевого ярко раскрылись и в его рецензии на книгу АГалича Опыт науки изящного 1826. Полевого О романах Виктора Гюго и вообще о новейших романах 1832 обнаруживала ориентацию автора на романтизм в его французской разновидности.
81666. Философская критика (Д.В.Веневитинов, И.В.Киреевский и др.). Литературно-критическая и журналистская деятельность Надеждина 37.23 KB
  Манна философская предоснова восприятия искусства строго говоря присущая любой художественной теории в том числе классицизму романтизму и т. здесь уже ощущается недостаточной и уступает место целенаправленному включению искусства в философское наукоучение. Высокую оценку Галича получали идеи натурфилософии Шеллинга понимание природы как целесообразного целого где происходит взаимодействие противоположно направленных сил и основные положения шеллинговой философии искусства: представление о самоценности искусства об идеале как...