Процессор. Лекция 11

ВИРТУАЛЬНАЯ ПАМЯТЬ
Задание (ЗД) является источником Набора Задач (ЗЧ) или шагов ЗД (ШЗД)
Каждая ЗЧ выполняется, используя ресурсы ВНП и ОП. Поскольку объекты ЗЧ размещены во ВНП, а исполняются в ОП, то Монитор управления памятью действует так, чтобы в процессе выполнения необходимая для реализации вычислительного процесса информация подкачивалась из ВНП в ОП, а полученные результаты по мере окончания их активного использования откачивались из ОП во ВНП.
Таким образом ОП – это окно, на которое проектируется информация ВНП, необходимая для реализации вычислительного процесса.

ВИРТУАЬНАЯ ПАМЯТЬ
Монитор ВИП – это совокупность Диспетчеров ОП и ВНП и утилит обмена ОП и ВНП. Запросы к Монитору поступают от Монитора ЗЧ и Планировщика ЗД.
Следуя приведенному алгоритму – Монирор ВИП должен различать памяти разных устройств (здесь ОП и ВНП) для того чтобы в пользовательских приложениях (ЗД, ЗЧ) этого уже не надо было делать.
То-есть модель ВИП – это модель пользователя, но не разработчика Монитора управления памятью операционной системы.

ВИРТУАЬНАЯ ПАМЯТЬ
Управление виртуальной памятью в ОС

ВИРТУАЬНАЯ ПАМЯТЬ
Задачи Монитора Управления ВИП:
- Планирование ВИП при загрузке ЗД в ВС
- Распределение ВИП между ЗД при поступлении заявок на дополнительную ВНП или на возврат ВНП
- Распределение ВИП между ЗЧ при поступлении заявок на дополнительную ОП или на возврат ОП
- Перераспределение занятой и свободной памяти в целях уничтожения малопригодных для использования областей памяти (сборка мусора)

МЕТОДЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ В МУЛЬТИПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ
Алгоритм (дисциплина) диспетчеризации задач в ОС определяет способ выбора ВПРС из очереди активных и определяет для ВПРС величину кванта.
Бесприоритетные дисциплины определяют алгоритмы упорядочения заявок (постановки в очередь) и алгоритмы выбора заявки из очереди.
FIFO – First In First Out
LIFO - Last In First Out
RND - Random
SJN - Shortest Job Next (упорядочение по min времени обслуживания)
SRN - Shortest Residuary time Next (упорядочение по min времени дообслуживания)
С ростом пропуск- С ростом загрузки системы
ной способности tожидания растет tожидания падает
Бесприоритетные дисциплины позволяют регулировать производительность системы,
либо путем подключения больших ресурсов ПРЦ к обслуживанию ВПРС, либо путем регулирования нагрузки на процессор
?
tожидания
загрузка
ρ = λ/μ
1

МЕТОДЫ ПЛАНИРОВАНИЯ В МУЛЬТИПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ
Приоритетные дисциплины характеризуются тем, что ВПРС ставится в соответствие приоритет – число, обозначающее вес (привилегии) ВПРС. При вычислении приоритета учитывают вес ВПРС, занятые ВПРС ресурсы, и т.п. Привилегированность нужна важным ВПРС и дефицитным ресурсам
Относительные приоритеты – когда ресурс (ПРЦ) отдается очередному ВПРС и не возвращается даже если в очереди появился более приоритетный ВПРС.
Абсолютные приоритеты - очередной ВПРС отдает ресурс (ПРЦ) при появлении в очереди ПРС с более высоким приоритетом. Прерванный процесс впоследствии дообслуживается в соответствии с выбранной дисциплиной (сразу, на общих основаниях, с изменением приоритета)
Относительные приоритеты действуют мягче, они дают преимущество высоким приоритетам, но при этом не сильно замедляют менее приоритетные ВПРС. Абсолютные сильно ускоряют , но и сильно замедляют разно приоритетные ВПРС.

МЕТОДЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ В МУЛЬТИПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ
Методы обслуживания вычислительных процессов
Пакетная обработка (ПО) не регулирует очередность ВПРС по какому-либо признаку, т.к. в среднем это означает выполнение одинакового количества операций в единицу времени. Максимизируется загрузка всех ПРЦ-ров.
Разделение времени (РВ) ускоряет короткие ВПРС, т.е. делает их приоритетными за счет большего ожидания обслуживания у больших заданий.
Квантование – метод РВ, обеспечивающий предоставление N ВПРС в N раз более медленных ВМ.

МЕТОДЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ В МУЛЬТИПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ
Пакетная обработка (ПО) не регулирует очередность ПРС по какому-либо признаку, т.к. в среднем это означает выполнение одинакового количества операций в единицу времени. Максимизируентся загрузка ПРЦ-ров
Task1

МЕТОДЫ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ В МУЛЬТИПРОГРАММНОЙ СИСТЕМЕ
Разделение времени (РВ) ускоряет короткие ПРС, т.е. делает их приоритетными за счет большего ожидания обслуживания у больших заданий. Классическое РВ - мультипрограммная работа с приоритетом коротких задач.
Квантование – метод РВ, обеспечивающий предоставление N ПРС в N раз более медленных ВМ.
OS
time
PrcIO
Prc
time
PrcIO
Prc
time
Task2
PrcIO
Prc
C2
time
Мультипрограммная работа – режим разделения времени - квантование – совмещает обмен и счет на PrcIO и Prc, обеспечивая через определенные интервалы времени (кванты) перераспределение ресурсов процессоров. Пропускная способность системы достаточно велика, но ниже чем в ПО, время ожидания ответа мало и пропорционально величине Задания
С1
С2
С1