8.1.2 Параметры диспетчеризации

8.1.2 Параметры диспетчеризации

В каждой записи таблицы процессов есть поле приоритета, используемое планировщиком процессов. Приоритет процесса в режиме задачи зависит от того, как этот процесс перед этим использовал ресурсы ЦП. Можно выделить два класса приоритетов процесса (Рисунок 8.2): приоритеты выполнения в режиме ядра и приоритеты выполнения в режиме задачи. Каждый класс включает в себя ряд значений, с каждым значением логически ассоциирована некоторая очередь процессов. Приоритеты выполнения в режиме задачи оцениваются для процессов, выгруженных по возвращении из режима ядра в режим задачи, приоритеты выполнения в режиме ядра имеют смысл только в контексте алгоритма sleep. Приоритеты выполнения в режиме задачи имеют верхнее пороговое значение, приоритеты выполнения в режиме ядра имеют нижнее пороговое значение. Среди приоритетов выполнения в режиме ядра далее можно выделить высокие и низкие приоритеты: процессы с низким приоритетом возобновляются по получении сигнала, а процессы с высоким приоритетом продолжают оставаться в состоянии приостанова (см. раздел 7.2.1).

Пороговое значение между приоритетами выполнения в режимах ядра и задачи на Рисунке 8.2 отмечено двойной линией, проходящей между приоритетом ожидания завершения потомка (в режиме ядра) и нулевым приоритетом выполнения в режиме задачи. Приоритеты процесса подкачки, ожидания ввода-вывода, связанного с диском, ожидания буфера и индекса являются высокими, не допускающими прерывания системными приоритетами, с каждым из которых связана очередь из 1, 3, 2 и 1 процесса, соответственно, в то время как приоритеты ожидания ввода с терминала, вывода на терминал и завершения потомка являются низкими, допускающими прерывания системными приоритетами, с каждым из которых связана очередь из 4, 0 и 2 процессов, соответственно. На рисунке представлены также уровни приоритетов выполнения в режиме задачи[24].

Ядро вычисляет приоритет процесса в следующих случаях:

• Непосредственно перед переходом процесса в состояние приостанова ядро назначает ему приоритет исходя из причины приостанова. Приоритет не зависит от динамических характеристик процесса (продолжительности ввода-вывода или времени счета), напротив, это постоянная величина, жестко устанавливаемая в момент приостанова и зависящая только от причины перехода процесса в данное состояние. Процессы, приостановленные алгоритмами низкого уровня, имеют тенденцию порождать тем больше узких мест в системе, чем дольше они находятся в этом состоянии; поэтому им назначается более высокий приоритет по сравнению с остальными процессами. Например, процесс, приостановленный в ожидании завершения ввода-вывода, связанного с диском, имеет более высокий приоритет по сравнению с процессом, ожидающим освобождения буфера, по нескольким причинам. Прежде всего, у первого процесса уже есть буфер, поэтому не исключена возможность, что когда он возобновится, он успеет освободить и буфер, и другие ресурсы. Чем больше ресурсов свободно, тем меньше шансов для возникновения взаимной блокировки процессов. Системе не придется часто переключать контекст, благодаря чему сократится время реакции процесса и увеличится производительность системы. Во-вторых, буфер, освобождения которого ожидает процесс, может быть занят процессом, ожидающим в свою очередь завершения ввода-вывода. По завершении ввода-вывода будут возобновлены оба процесса, поскольку они были приостановлены по одному и тому же адресу. Если первым запустить на выполнение процесс, ожидающий освобождения буфера, он в любом случае снова приостановится до тех пор, пока буфер не будет освобожден; следовательно, его приоритет должен быть ниже.

• По возвращении процесса из режима ядра в режим задачи ядро вновь вычисляет приоритет процесса. Процесс мог до этого находиться в состоянии приостанова, изменив свой приоритет на приоритет выполнения в режиме ядра, поэтому при переходе процесса из режима ядра в режим задачи ему должен быть возвращен приоритет выполнения в режиме задачи. Кроме того, ядро "штрафует" выполняющийся процесс в пользу остальных процессов, отбирая используемые им ценные системные ресурсы.

• Приоритеты всех процессов в режиме задачи с интервалом в 1 секунду (в версии V) пересчитывает программа обработки прерываний по таймеру, побуждая тем самым ядро выполнять алгоритм планирования, чтобы не допустить монопольного использования ресурсов ЦП одним процессом.

Рисунок 8.2. Диапазон приоритетов процесса

В течение кванта времени таймер может послать процессу несколько прерываний; при каждом прерывании программа обработки прерываний по таймеру увеличивает значение, хранящееся в поле таблицы процессов, которое описывает продолжительность использования ресурсов центрального процессора (ИЦП). В версии V каждую секунду программа обработки прерываний переустанавливает значение этого поля, используя функцию полураспада (decay):

decay(ИЦП) = ИЦП/2;

После этого программа пересчитывает приоритет каждого процесса, находящегося в состоянии "зарезервирован, но готов к выполнению", по формуле

приоритет = (ИЦП/2) + (базовый уровень приоритета задачи)

где под "базовым уровнем приоритета задачи" понимается пороговое значение, расположенное между приоритетами выполнения в режимах ядра и задачи. Высокому приоритету планирования соответствует количественно низкое значение. Анализ функций пересчета продолжительности использования ресурсов ЦП и приоритета процесса показывает: чем ниже скорость полураспада значения ИЦП, тем медленнее приоритет процесса достигает значение базового уровня; поэтому процессы в состоянии "готовности к выполнению" имеют тенденцию занимать большое число уровней приоритетов.

Результатом ежесекундного пересчета приоритетов является перемещение процессов, находящихся в режиме задачи, от одной очереди к другой, как показано на Рисунке 8.3. По сравнению с Рисунком 8.2 один процесс перешел из очереди, соответствующей уровню 1, в очередь, соответствующую нулевому уровню. В реальной системе все процессы, имеющие приоритеты выполнения в режиме задачи, поменяли бы свое местоположение в очередях. При этом следует указать на невозможность изменения приоритета процесса в режиме ядра, а также на невозможность пересечения пороговой черты процессами, выполняющимися в режиме задачи, до тех пор, пока они не обратятся к операционной системе и не перейдут в состояние приостанова.

Ядро стремится производить пересчет приоритетов всех активных процессов ежесекундно, однако интервал между моментами пересчета может слегка варьироваться. Если прерывание по таймеру поступило тогда, когда ядро исполняло критический отрезок программы (другими словами, в то время, когда приоритет работы ЦП был повышен, но, очевидно, не настолько, чтобы воспрепятствовать прерыванию данного типа), ядро не пересчитывает приоритеты, иначе ему пришлось бы надолго задержаться на критическом отрезке. Вместо этого ядро запоминает то, что ему следует произвести пересчет приоритетов, и делает это при первом же прерывании по таймеру, поступающем после снижения приоритета работы ЦП. Периодический пересчет приоритета процессов гарантирует проведение стратегии планирования, основанной на использовании кольцевого списка процессов, выполняющихся в режиме задачи. При этом конечно же ядро откликается на интерактивные запросы таких программ, как текстовые редакторы или программы форматного ввода: процессы, их реализующие, имеют высокий коэффициент простоя (отношение времени простоя к продолжительности использования ЦП) и поэтому естественно было бы повышать их приоритет, когда они готовы для выполнения (см. [Thompson 78], стр.1937). В других механизмах планирования квант времени, выделяемый процессу на работу с ресурсами ЦП, динамически изменяется в интервале между 0 и 1 сек. в зависимости от степени загрузки системы. При этом время реакции на запросы процессов может сократиться за счет того, что на ожидание момента запуска процессам уже не нужно отводить по целой секунде; однако, с другой стороны, ядру приходится чаще прибегать к переключению контекстов.

Рисунок 8.3. Переход процесса из одной очереди в другую

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

Похожие главы из других книг

Параметры

Из книги Запись CD и DVD: профессиональный подход автора Бахур Виктор

Параметры После установки Проигрыватель Windows Media 10 готов к работе, и изменять значения основных параметров нет необходимости. Однако некоторые параметры все же, возможно, придется настроить.Откройте Проигрыватель Windows Media и выполните команду Сервис ? Параметры. Откроется


8.1.3 Примеры диспетчеризации процессов

Из книги Архитектура операционной системы UNIX автора Бах Морис Дж

8.1.3 Примеры диспетчеризации процессов На Рисунке 8.4 показана динамика изменений приоритетов процессов A, B и C в версии V при следующих допущениях: все эти процессы были созданы с первоначальным приоритетом 60, который является наивысшим приоритетом выполнения в режиме


Параметры

Из книги Реестр Windows автора Климов Александр

Параметры Сеть (Проигрыватель Windows Media 8.0 и выше)Чтобы скрыть вкладку Сеть (Сервис-Параметры), нужно установить значение типа DWORD параметра ·HideNetworkTab· равным 1 в разделе HKCUSoftwarePoliciesMicrosoftWindowsMediaPlayer.Автоматическое обновление (Проигрыватель Windows Media 7.0 и выше)Проигрыватель Windows


Параметры

Из книги Delphi. Учимся на примерах автора Парижский Сергей Михайлович

Параметры Список параметров, передаваемых в процедуру или в функцию, имеет следующий синтаксис:параметр1: тип; …; параметрN: типЕсли процедура или функция не принимает никаких параметров, то ее заголовок выглядит следующим образом: procedure имя_процедуры;function имя_процедуры:


Свитки настроек Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) и Basic Parameters (Основные параметры)

Из книги 3ds Max 2008 автора Верстак Владимир Антонович

Свитки настроек Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) и Basic Parameters (Основные параметры) Свитки Shader Basic Parameters (Основные параметры затенения) и Basic Parameters (Основные параметры) (рис. 3.5) позволяют настраивать параметры тонированной раскраски, трех главных компонентов цвета


Очередь диспетчеризации задач

Из книги Основы AS/400 автора Солтис Фрэнк

Очередь диспетчеризации задач TDE всех задач, которые могут выполняться на процессоре в любой данный момент времени, объединены в структуру данных, называемую очередью диспетчеризации задач TDQ (task dispatching queue). TDQ реализована как связный список в памяти, в котором TDE


Шаг 4 - О двойной диспетчеризации.

Из книги Идиомы и стили С++ автора Makhmutov Albert

Шаг 4 - О двойной диспетчеризации. Предположим, у нас есть массив, в котором мы храним карту местности. Разумеется, что элементы массива разнообразные - дома, колодцы, казино… ничего общего. Кроме суперкласса - предка естественно. CBuilding ¦ ______¦_______ ¦ ¦ ¦ CHouse CWell


Параметры

Из книги Основы объектно-ориентированного программирования автора Мейер Бертран

Параметры Однократные процедуры и функции могут иметь параметры, необходимые, по определению, лишь при первом


Параметры

Из книги Технология XSLT автора Валиков Алексей Николаевич

Параметры Параметры в XSLT практически полностью идентичны переменным. Они точно так же связывают с объектом имя, посредством которого в дальнейшем можно к этому объекту обращаться. Главным различием является то, что значение, данное параметру при инициализации, является


Гибридные параметры

Из книги OrCAD PSpice. Анализ электрических цепей автора Кеоун Дж.

Гибридные параметры Когда в качестве независимых переменных выбраны входной ток и выходное напряжение, уравнения четырехполюсника записываются в виде:V1 = h11I1 + h12V2;I2 = h21I1 + h22V2.Поскольку в уравнениях используются независимые переменные различного типа (ток и напряжение),


8.1. Параметры

Из книги Linux: Полное руководство автора Колисниченко Денис Николаевич


Дисциплина диспетчеризации

Из книги QNX/UNIX [Анатомия параллелизма] автора Цилюрик Олег Иванович

Дисциплина диспетчеризации Для дочернего потока может потребоваться установить иную по отношению к родителю дисциплину (политику) диспетчеризации (SCHED_FIFO, SCHED_RR, SCHED_SPORADIC):pthread_attr_t attr;pthread_attr_init(&attr);pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);pthread_attr_setinheritsched(&attr,


Параметры

Из книги Firebird РУКОВОДСТВО РАЗРАБОТЧИКА БАЗ ДАННЫХ автора Борри Хелен

Параметры Записи имеют форму.имя-параметра = значениеимя-параметра является строкой, которая не содержит пробелов и именует конфигурируемое свойство сервера.Значение является числом, логическим значением (1 = True, 0 = False) или строкой, что задает значение параметра.Для


7.3.2. Параметры-ссылки и параметры-указатели

Из книги C++ для начинающих автора Липпман Стенли

7.3.2. Параметры-ссылки и параметры-указатели Когда же лучше использовать параметры-ссылки, а когда – параметры-указатели? В конце концов, и те и другие позволяют функции модифицировать объекты, эффективно передавать в функцию большие объекты типа класса. Что выбрать:


Параметры TCP

Из книги UNIX: разработка сетевых приложений автора Стивенс Уильям Ричард

Параметры TCP Каждый сегмент SYN может содержать параметры TCP. Ниже перечислены наиболее общеупотребительные параметры TCP.? Параметр MSS. Этот параметр TCP позволяет узлу, отправляющему сегмент SYN, объявить свой максимальный размер сегмента (maximum segment size, MSS) — максимальное


27.5. Параметры транзитных узлов и параметры получателя IPv6

Из книги автора

27.5. Параметры транзитных узлов и параметры получателя IPv6 Параметры для транзитных узлов и параметры получателя IPv6 имеют одинаковый формат, показанный на рис. 27.3. Восьмиразрядное поле следующий заголовок (next header) идентифицирует следующий заголовок, который следует за