Теоретические основы планирования и диспетчеризации

Функцией службы управления процессом является распределение аппаратных ресурсов центрального процессора.

Можно выделить следующие компоненты этой службы:

• · планировщик заданий,
• · планировщик задач (планировщик процессов).

Задание представляет собой описание комплекса работ, которые пользователь хочет выполнить на ЭВМ. Этот комплекс может быть представлен в виде последовательности некоторых частных работ, описываемых с помощью шагов задания. Из шагов задания формируются задачи. Для выполнения задач система создает процессы.

Объектами работы планировщика заданий (ПЛАНИРОВЩИКа) являются задания, а планировщик задач управляет процессами.

ПЛАНИРОВЩИК решает — какие задания и в какой последовательности должны поступать на обработку (своего рода «макропланировщик»). Планировщик задач выступает в роли «микропланировщика», распределяющего процессор между процессами.

В случае мультипрограммирования ПЛАНИРОВЩИК выбирает несколько заданий из множества всех представленных и вводит их в систему. Для программного выполнения заданий ПЛАНИРОВЩИК создает процессы и выделяет им необходимые ресурсы (память, внешние устройства). Планировщик процессов должен решить, какому из созданных процессов предоставить процессор, в какой момент и на какое время.

ПЛАНИРОВЩИК обеспечивает определенную дисциплину выбора заданий на обработку. Для принятия такого решения могут учитываться такие характеристики заданий, как приоритет, необходимые ресурсы и т. п. ПЛАНИРОВЩИК не только выделяет необходимые ресурсы для поступающего на обработку задания, но и освобождает ресурсы после выполнения задания.

Дисциплиной обслуживания называют правило, на основе которого из очереди выбирается задание на обслуживание.

Классификация дисциплин обслуживания приведена на рис. 1.

Рис. 1. Классификация дисциплин обслуживания Существует несколько оценок эффективности планирования. Одной из них является время обращения задания — время, прошедшее с момента поступления задания в систему до момента завершения его выполнения.

.

где t — время обращения задания;

t_З — время завершения задания;

t_П — время поступления задания.

Но эта оценка не является универсальной. Например, если сравнивать время обращения одночасового и одноминутного задания (при условии, что задания начнут выполняться сразу же, как только поступят в систему), то время обращения одночасового задания будет значительно больше, чем время обращения одноминутного. Но это совсем не значит, что одночасовое задание было обслужено плохо, т.к. время обращения задания не может быть меньше времени выполнения.

Более универсальной оценкой, позволяющей сравнивать между собой задания любой длины, является взвешенное время обращения.

.

где W — взвешенное время обращения;

T — действительное время выполнения задания (трудоемкость).

Для случая M заданий можно провести оценку по среднему взвешенному времени обращения.

.

где — средневзвешенное время обращения;

— взвешенное время обращения i-го задания;

M — количество заданий.