МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ Національний університет “Львівська політехніка” Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій кафедра інформаційних технологій видавничої справи / ЗВІТ ДО ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 1 з дисципліни: «Системне програмування» на тему: ПЛАНУВАННЯ ПРОЦЕСІВ Львів - 2020 Мета роботи: дослідити та освоїти основні стратегії планування процесу, практично застосувати їх в коді. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ Короткостроковий планувальник вибирає процеси з черги готових процесів і передає їх на виконання в CPU. Використовуються наступні критерії, що дозволяють порівнювати алгоритми короткострокових планувальників: 1. Утилізація CPU (CPU utilization) теоретично може знаходитися в межах від 0 до 100%. У реальних системах утилізація CPU 40% – 90% в залежності від завантаженості CPU. 2. Пропускна спроможність (CPU throughput) може вимірюватися кількістю процесів, які виконуються в одиницю часу. 3. Час обороту (turnaround time). Для деяких процесів важливим критерієм є повний час виконання, тобто інтервал від моменту появи процесу у вхідній черзі до моменту його завершення. Цей час і є часом обороту і включає час очікувань у вхідній черзі, в черзі готових процесів, в чергах до обладнання, час виконання в процесорі і час вводу - виводу. 4. Час очікування (waiting time). Під часом очікування розуміється сумарний час знаходження процесу в черзі готових процесів. 5. Час відгуку (response time). Для суто інтерактивних програм важливим показником є час відгуку або час від моменту попадання процесу у вхідну чергу до моменту першого звернення до терміналу. 1. Стратегія планування процесу FIFO Перший прийшов – перший обслуговується (First come – first served FCFS). FIFO є простою стратегією планування процесів і полягає в тому, що процесор передається другому процесу, який раніше його запитав. Коли процес попадає в чергу готових процесів, process control bloc приїднується до хвоста черги. Середній час очікування для стратегії FCFS великий і залежить від порядку надходження процесів у чергу готових процесів. Стратегії FCFS властивий так званий «ефект конвою». У тому випадку, коли в комп’ютері є один великий процес і декілька малих, то всі процеси збираються на початку черги готових процесів, а потім в черзі до обладнання. Це приводить до зниження завантаженості як процесора, так і периферійного обладнання. 2. Стратегія найбільш короткої роботи – SJF. SJF – Shortest Job First. Одним з методів боротьби з «ефектом конвою» є стратегія, що дозволяє процесу з черги виконуватися перший. SJF знижує час очікування черги. Найбільша складність в практичній реалізації полягає в неможливості заздалегідь визначити величину часу подальшого обслуговування. Тому стратегія SJF часто застосовується в довгострокових планувальниках, обслуговуючих пакетний режим. У цьому випадку замість величини часу подальшого обслуговування використовується допустимий максимальний час виконання завдання, який програміст повинен специфікувати перед відправкою завдання в пакет. 3. Стратегія пріоритетного планування. Описані раніше стратегії можуть розглядатися як окремі випадки стратегії пріоритетного планування. Ця стратегія передбачає, що кожному процесу приписується пріоритет, що визначає черговість надання йому CPU. Пріоритет – це ціле позитивне число, що знаходиться в деякому діапазоні, наприклад від 0 до 7, від 0 до 4095. Будемо вважати, що чим менше значення числа, тим вище пріоритет процесу. Пріоритети визначаються виходячи з сукупності внутрішніх і зовнішніх по відношенню до операційної системи чинників. Внутрішні чинники: вимоги до пам'яті; кількість відкритих файлів; відношення середнього часу вводу - виводу до середнього часу CPU. Зовнішні чинники: важливість процесу; тип і величина файлів, що використовуються; відділення, що виконує роботи і так далі. Внутрішні чинники можуть використовуватися для автоматичного призначення пріоритетів самою операційною системою, а зовнішні для примусового, за допомогою оператора. Головний недолік пріор...