Plánovanie procesov - História úprav

Juraj na 10:50, 3. august 2010

2010-08-03T10:50:58Z

Juraj na 10:41, 3. august 2010

2010-08-03T10:41:02Z

Matesx na 00:13, 3. august 2010

2010-08-03T00:13:33Z

Matesx na 18:43, 2. august 2010

2010-08-02T18:43:01Z

Matesx na 18:41, 2. august 2010

2010-08-02T18:41:35Z

Matesx na 18:38, 2. august 2010

2010-08-02T18:38:57Z

Matesx na 17:04, 2. august 2010

2010-08-02T17:04:05Z

Matesx na 17:01, 2. august 2010

2010-08-02T17:01:53Z

Matesx: /* Plánovanie systémov reálneho času */

2010-08-02T15:11:39Z

Plánovanie systémov reálneho času

Matesx: /* Plánovanie pomocou viacerých front */

2010-08-02T15:10:21Z

Plánovanie pomocou viacerých front

@@ Riadok 3: / Riadok 3: @@
 [[Kategória:Informatika]]
 [[Kategória:operačné systémy]]
-{{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu pre meranie efektívnosti prioritných tried vlákien a procesov|Analýza meraní|}}
+{{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu pre meranie efektívnosti prioritných tried vlákien a procesov|Analýza meraní efektívnosti prioritných tried vlákien a procesov|}}
 __TOC__
 = =

@@ Riadok 3: / Riadok 3: @@
 [[Kategória:Informatika]]
 [[Kategória:operačné systémy]]
-{{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu|Analýza meraní||||||||}}
+{{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu pre meranie efektívnosti prioritných tried vlákien a procesov|Analýza meraní|}}
 __TOC__
-=Plánovanie procesov=
+= =
 Do základných funkcií systému patrí plánovanie času procesora. Pre zefektívnenie práce celého systému sa prideľuje procesor jednotlivým procesom.

@@ Riadok 3: / Riadok 3: @@
 [[Kategória:Informatika]]
 [[Kategória:operačné systémy]]
-{{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu|Analýza meraní|Záver|Bibliografia||||||||}}
+{{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu|Analýza meraní||||||||}}
 __TOC__
 =Plánovanie procesov=

@@ Riadok 4: / Riadok 4: @@
 [[Kategória:operačné systémy]]
 {{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu|Analýza meraní|Záver|Bibliografia||||||||}}
-_TOC_
+__TOC__
 =Plánovanie procesov=

@@ Riadok 4: / Riadok 4: @@
 [[Kategória:operačné systémy]]
 {{Praca_uvod|2|Nastavenie priority procesu a vplyv na jeho činnosť v operačnom systéme|Procesy|Plánovanie procesov|Plánovanie procesov v OS Windows|Rozbor programu|Analýza meraní|Záver|Bibliografia||||||||}}
+_TOC_
 =Plánovanie procesov=

@@ Riadok 113: / Riadok 113: @@
 ==Plánovanie systémov reálneho času==
 Systémy reálneho času môžeme rozdeliť  na dve skupiny:
-<ul>1. Systémy s tvrdým prideľovaním času</ul>
+# Systémy s tvrdým prideľovaním času.
-<ul>2. Systémy s variabilnými prideľovaním času</ul>
+# Systémy s variabilnými prideľovaním času (Kvasnica, 2009).
-Systémy s pevným prideľovaním času sú systémy, ktoré požadujú dokončenie úlohy v dopredu stanovenom čase. Pri zavedení procesu do systému sa dodáva aj s časom potrebným na dokončenie úlohy alebo pre kompletizáciu I/O operácie. Plánovač rozhoduje o prijatí procesu a jeho nasledovnej garancie splnenia procesu do požadovaného času, alebo ho odmietne ako nesplniteľný.  Táto metóda sa nazýva ako metóda rezervovaných zdrojov. Tvrdé prideľovanie času sa vyznačuje, koľko času treba na vykonanie určitej operácie, každej operácii je garantovaná maximálna priepustná doba. Garancia procesov nie je možná u systémov s virtuálnou alebo sekundárnou pamäťou, pretože tieto vyvolávajú nepredvídateľné zmeny času potrebného k vykonaniu procesu. Systémy využívajúce plánovanie reálneho času sa skladajú zo špeciálnych programov, ktoré sa používajú iba na špeciálne navrhnutých platformách. Tieto systémy nie sú univerzálne.
+Systémy s pevným prideľovaním času sú systémy, ktoré požadujú dokončenie úlohy v dopredu stanovenom čase. Pri zavedení procesu do systému sa dodáva aj s časom potrebným na dokončenie úlohy alebo pre kompletizáciu I/O operácie. Plánovač rozhoduje o prijatí procesu a jeho nasledovnej garancie splnenia procesu do požadovaného času, alebo ho odmietne ako nesplniteľný. Táto metóda sa nazýva ako metóda rezervovaných zdrojov (Martincová, 1997). Tvrdé prideľovanie času sa vyznačuje, koľko času treba na vykonanie určitej operácie, každej operácii je garantovaná maximálna priepustná doba. Garancia procesov nie je možná u systémov s virtuálnou alebo sekundárnou pamäťou, pretože tieto vyvolávajú nepredvídateľné zmeny času potrebného k vykonaniu procesu (Kvasnica, 2009). Systémy využívajúce plánovanie reálneho času sa skladajú zo špeciálnych programov, ktoré sa používajú iba na špeciálne navrhnutých platformách. Tieto systémy nie sú univerzálne.
-Systémy s variabilným prideľovaním času sú menej obmedzujúce. Vyžadujú, aby tzv. kritické procesy získali vyššiu prioritu ako ostatné procesy v systéme. Pridaním tohto plánovania do systémov využívajúcich zdieľanie času môže viesť k nespravodlivému prideľovaniu prostriedkov a tým k spomaleniu systému. Existujú aj prípady, kde niektoré úlohy sa potrebujú spúšťať  v prostredí s plánovaním v reálnom čase ako napr. vysokorýchlostná interaktívna grafika alebo multimediálne aplikácie, aby správne pracovali.
+Systémy s variabilným prideľovaním času sú menej obmedzujúce. Vyžadujú, aby tzv. kritické procesy získali vyššiu prioritu ako ostatné procesy v systéme. Pridaním tohto plánovania do systémov využívajúcich zdieľanie času môže viesť k nespravodlivému prideľovaniu prostriedkov a tým k spomaleniu systému (Kvasnica, 2009). Existujú aj prípady, kde niektoré úlohy sa potrebujú spúšťať v prostredí s plánovaním v reálnom čase ako napr. vysokorýchlostná interaktívna grafika alebo multimediálne aplikácie, aby správne pracovali (Martincová, 1997).
-Pre implementáciu funkcií reálneho času potrebujeme adekvátne vlastnosti operačného systému a dobre navrhnutý plánovač. Systém musí využívať plánovanie pomocou priorít, pretože procesy v reálnom čase musia mať vyššiu prioritu, ktorá nesmie klesať  ako iným procesom. Vybavovacia rýchlosť dispečera musí byť čo najmenšia, pretože čím je kratšia reakcia dispečera, tým môže byť rýchlejšie spustený proces v reálnom čase. Veľa operačných systémov  nemôže zabezpečiť krátku reakciu dispečera, pretože pred prepnutím kontextu sa musí čakať na dokončenie I/O operácie alebo systémového volania. Oneskorená reakcia dispečera v takýchto prípadoch býva veľká, pretože niektoré zo systémových volaní sú zložité a väčšina I/O zariadení sú pomalé.
+Pre implementáciu funkcií reálneho času potrebujeme adekvátne vlastnosti operačného systému a dobre navrhnutý plánovač. Systém musí využívať plánovanie pomocou priorít, pretože procesy v reálnom čase musia mať vyššiu prioritu, ktorá nesmie klesať ako iným procesom. Vybavovacia rýchlosť dispečera musí byť čo najmenšia, pretože čím je kratšia reakcia dispečera, tým môže byť rýchlejšie spustený proces v reálnom čase (Kvasnica, 2009). Veľa operačných systémov nemôže zabezpečiť krátku reakciu dispečera, pretože pred prepnutím kontextu sa musí čakať na dokončenie I/O operácie alebo systémového volania. Oneskorená reakcia dispečera v takýchto prípadoch býva veľká, pretože niektoré zo systémových volaní sú zložité a väčšina I/O zariadení sú pomalé.
-Pre udržanie malej doby reakcie dispečera, udržíme preemptívnym plánovaním systémových volaní. Sú dve riešenia. Prvé riešenie je zavedenie bodu núteného prerušenia pre dlhé systémové volania. Tento vložený bod zisťuje či nemusí byť spustený proces s vyššou prioritou, ak áno preemptívne sa mu pridelí procesor, čo vedie k prerušeniu systémového volania. Po dokončení procesu s vyššou prioritou sa dokončí systémové volanie. Tento bod musí byť vložený na bezpečné miesto, kvôli nebezpečenstvu prepísania systémových dát. Toto riešenie nie je veľmi efektívne, pretože do systému ich môže byť vložených veľmi málo. Druhé riešenie je vytvoriť od základu celé preemptívne jadro, kde všetky systémové dáta musia byť chránené, čo zabezpečuje nejaký synchronizačný mechanizmus. Toto riešenie je využité v operačnom systéme Solaris 2.
+Pre udržanie malej doby reakcie dispečera, sa využíva preemptívne plánovanie systémových volaní. Sú dve riešenia. Prvé riešenie je zavedenie bodu núteného prerušenia pre dlhé systémové volania. Tento vložený bod zisťuje či nemusí byť spustený proces s vyššou prioritou, ak áno preemptívne sa mu pridelí procesor, čo vedie k prerušeniu systémového volania. Po dokončení procesu s vyššou prioritou sa dokončí systémové volanie. Tento bod musí byť vložený na bezpečné miesto, kvôli nebezpečenstvu prepísania systémových dát. Toto riešenie nie je veľmi efektívne, pretože do systému ich môže byť vložených veľmi málo (Martincová, 1997). Druhé riešenie je vytvoriť od základu celé preemptívne jadro, kde všetky systémové dáta musia byť chránené, čo zabezpečuje nejaký synchronizačný mechanizmus (Kvasnica, 2009). Toto riešenie je využité v operačnom systéme Solaris 2.

@@ Riadok 85: / Riadok 85: @@
 ==Plánovanie pomocou viacerých front==
-Procesy sa dajú rozdeliť na dve skupiny, pre túto situáciu bola navrhnutá trieda plánovacích algoritmov pomocou viacerých front. Procesy môžeme rozdeliť na interaktívne a dávkové. Každá z týchto dvoch skupín má odlišné požiadavky na čas potrebný pre dokončenie procesu alebo môžu mať  odlišné potreby pre plánovanie. Pri použití tohto plánovania sa front pripravených procesov delí na niekoľko frontov, ako je znázornené na obrázku 4.
+Procesy sa dajú rozdeliť na dve skupiny, pre túto situáciu bola navrhnutá trieda plánovacích algoritmov pomocou viacerých front. Procesy môžeme rozdeliť na interaktívne a dávkové. Každá z týchto dvoch skupín má odlišné požiadavky na čas potrebný pre dokončenie procesu alebo môžu mať odlišné potreby pre plánovanie (Roubíček, 2000). Pri použití tohto plánovania sa front pripravených procesov delí na niekoľko front, ako je znázornené na obrázku č. 4.
-Procesy sú zadeľované do front podľa nejakého kritéria procesu napr. priorita, veľkosť, typ procesu atď. Každá z front by mohla mať iný plánovací algoritmus napr. interaktívne procesy by sa mohli plánovať pomocou  cyklického plánovania. V tomto plánovaní prebieha aj plánovanie medzi frontami, ktoré je zvyčajne preemptívne s pevnými prioritami, t.j. procesy na popredí majú vyššiu externú prioritu, ako procesy na pozadí (dávkové procesy) kvôli interaktívnej komunikácii s užívateľom.
+Procesy sú zadeľované do front podľa nejakého kritéria procesu napr. priorita, veľkosť, typ procesu atď. Každá fronta by mohla mať iný plánovací algoritmus napr. interaktívne procesy by sa mohli plánovať pomocou cyklického plánovania (RR). V tomto plánovaní prebieha aj plánovanie medzi frontami, ktoré je zvyčajne preemptívne s pevnými prioritami, t.j. procesy na popredí majú vyššiu externú prioritu, ako procesy na pozadí (dávkové procesy) kvôli interaktívnej komunikácii s užívateľom (Martincová, 1997).
 [[Súbor:MatesOBR4.jpg|center|framed|Obrázok 4 Plánovanie pomocou viacerými frontmi]]
-Každá fronta má vyššiu prioritu nad frontmi z nižšou prioritou, t.j.  žiadny proces z fronty interaktívnych  procesov nesmie byť vykonávaný, pokiaľ fronta zo systémovými procesmi nebude prázdna.
+Každá fronta má vyššiu prioritu nad frontmi z nižšou prioritou, t.j. žiadny proces z fronty interaktívnych procesov nesmie byť vykonávaný, pokiaľ fronta zo systémovými procesmi nebude prázdna.
-Ďalší spôsob plánovania je pridelenie určitého časového kvanta procesora medzi fronty. Každá fronta dostane pridelenú časť časového kvanta procesora a nasledovne ju delí medzi procesy vo svojej fronte. Ak by sme mali iba dve fronty, front  procesov na pozadí a fronta procesov v popredí, potom fronta obsahujúci procesy v popredí môže dostať až 80% celkového časového kvanta procesora. Toto pridelené časové kvantum si delí medzi svoje procesy nejakým  algoritmom plánovania napr. pomocou algoritmu cyklického plánovania (RR) . Fronta procesov na pozadí dostane pridelení zvyšok časového kvanta t.j. 20%. Toto pridelené časové kvantum si môže deliť medzi procesy napr. pomocou algoritmu spracovania v poradí príchodu (FCFS).
+Ďalší spôsob plánovania je pridelenie určitého časového kvanta procesora medzi fronty. Každá fronta dostane pridelenú časť časového kvanta procesora a nasledovne ju delí medzi procesy vo svojej fronte (Kvasnica, 2009). Ak by sme mali iba dve fronty, fronta procesov na pozadí a fronta procesov v popredí, potom fronta obsahujúca procesy v popredí môže dostať až 80% celkového časového kvanta procesora. Toto pridelené časové kvantum si delí medzi svoje procesy nejakým algoritmom plánovania napr. pomocou algoritmu cyklického plánovania (RR). Fronta procesov na pozadí dostane pridelení zvyšok časového kvanta t.j. 20%. Toto pridelené časové kvantum si môže deliť medzi procesy napr. pomocou algoritmu spracovania v poradí príchodu (FCFS).
-Všetky procesy v tomto plánovaní sú pevne spojené so svojou pridelenou frontou a nemenia ho, pretože procesy sú roztriedené na základe nemennej charakteristiky. Výhodou tohto algoritmu sú nižšie réžie pre plánovanie. Toto plánovanie nie je dostačujúco flexibilné, je to jeho nevýhodou.
+Všetky procesy v tomto plánovaní sú pevne spojené so svojím prideleným frontom a nemenia ho, pretože procesy sú roztriedené na základe nemennej charakteristiky. Výhodou tohto algoritmu sú nižšie réžie pre plánovanie. Toto plánovanie nie je dostačujúco flexibilné, je to jeho nevýhodou (Roubíček, 2000).
 ===Plánovanie s viacerými frontami so spätnou väzbou===
-U tohto plánovania sa môžu procesy pohybovať medzi frontami, t.j. ich zaradenie nie je pevne dané na rozdiel od plánovania pomocou viacerých front bez spätnej väzby. Týmto sa toto plánovanie stáva flexibilným. Hlavnou myšlienkou tohto plánovania je oddeliť procesy s rôznou charakteristiku cyklu procesora. Ako náhle nejaký proces príliš veľa využíva procesor, presunie sa do fronty s nižšou prioritou, aby toľko nezaťažoval systém a naopak. Proces  vo fronte s nižšou prioritou, dlho čaká na pridelenie procesora, môže byť presunutý do fronty s vyššou prioritou, aby nenastal prípad nekonečného čakania procesu.
+U tohto plánovania sa môžu procesy pohybovať medzi frontami, t.j. ich zaradenie nie je pevne dané na rozdiel od plánovania pomocou viacerých front bez spätnej väzby. Týmto sa toto plánovanie stáva flexibilným. Hlavnou myšlienkou tohto plánovania je oddeliť procesy s rôznou charakteristiku cyklu procesora (Martincová, 1997). Ako náhle nejaký proces príliš veľa využíva procesor, presunie sa do fronty s nižšou prioritou, aby toľko nezaťažoval systém a naopak. Proces vo fronte s nižšou prioritou, dlho čaká na pridelenie procesora, môže byť presunutý do fronty s vyššou prioritou, aby nenastal prípad nekonečného čakania procesu (Kvasnica, 2009).
-Ak budeme uvažovať plánovanie iba s tromi frontami 0, 1, 2. Plánovač začne prideľovať procesy z fronty 0, ak sa front 0 vyprázdni začne prideľovať procesy z fronty 1 ak nebudú žiadne procesy zaradené vo fronte 1 potom začne prideľovať procesy z fronty 2 ale iba v prípade ak je prázdna aj fronta 0, pretože proces z fronty 1 môže prerušiť proces vo fronte 2 a proces z fronty 0 môže prerušiť procesy z frónt 1 aj 2. Ak do systému medzi tým vstúpi proces a bude zaradení do frontu 0, preruší vykonávanie procesu v nižších frontoch.
+Ak budeme uvažovať plánovanie iba s tromi frontami 0, 1, 2. Plánovač začne prideľovať procesy z fronty 0, ak sa fronta 0 vyprázdni začne prideľovať procesy z fronty 1 ak nebudú žiadne procesy zaradené vo fronte 1 potom začne prideľovať procesy z fronty 2 ale iba v prípade ak je prázdna aj fronta 0, pretože proces z fronty 1 môže prerušiť proces vo fronte 2 a proces z fronty 0 môže prerušiť procesy z fronty 1 aj 2. Ak do systému medzi tým vstúpi proces a bude zaradení do fronty 0, preruší vykonávanie procesu v nižších frontách.
-Novo vytvorený proces sa zaraduje do fronty 0, kde mu bude pridelene časové kvantum 8 ms.  Ak proces potrebuje väčšie časové kvantum na svoje dokončenie po vypršaní prideleného časového kvanta sa preruší a presunie sa do fronty z nižšou prioritou, v našom prípade do fronty 1. Ak fronta 0 nie je prázdna zvolí sa nasledujúci vo fronte 0 prázdnej, ak je prázdna vyberie sa prvý proces v poradí z fronty 1. V tejto fronte procesy dostávajú pridelené časové kvantum 16 ms. Ak by proces nedokončil svoju činnosť do tohto časového kvanta presunie sa do fronty 2, kde sa procesy vykonávajú pomocou algoritmu spracovania v poradí príchodu (FCFS). Tento algoritmus uprednostňuje procesy, ktoré potrebujú čas procesora pre svoje dokončenie 8 ms alebo menej.
 Plánovač pomocou viacerých front so spätnou väzbou sa definuje podľa nasledovných parametrov :
-<ul>
-<li>Počet frónt</li>
+* Počet front.
-<li>Pre každú frontu plánovací algoritmus</li>
+* Pre každú frontu plánovací algoritmus.
-<li>Metódou, pre určenie charakteristiky, ktorý proces je treba presunúť do vyššej fronty s vyššou prioritou.</li>
+* Metódou, pre určenie charakteristiky, ktorý proces je treba presunúť do vyššej fronty s vyššou prioritou.
-<li>Metódou, pre určenie charakteristiky, ktorý proces je treba presunúť do nižšieho frontu s nižšou prioritou.</li>
+* Metódou, pre určenie charakteristiky, ktorý proces je treba presunúť do nižšieho frontu s nižšou prioritou.
-<li>Metódou, pre určenie charakteristiky, do ktorej fronty bude zaradený proces, keď bude potrebovať prideliť procesor</li> </ul>
+* Metódou, pre určenie charakteristiky, do ktorej fronty bude zaradený proces, keď bude potrebovať prideliť procesor.
-Je najuniverzálnejší, najvýznamnejší  a najzložitejší algoritmus plánovania. Môže byť nakonfigurovaný pre akýkoľvek systém.
 ==Plánovanie systémov reálneho času==
 Systémy reálneho času môžeme rozdeliť  na dve skupiny: