Операционные системы

Содержание

 

1	Задание контрольной  работы…………………………………………	3
2	Цель работы и задачи исследований…………………………………	9
3	Основные результаты исследований…………………………………	9
4	Заключение  и выводы…………………………………………………	14

 

1. Задание для контрольной работы

 

Заключается в  оценке и исследовании дисциплин обслуживания потоков процессов при планировании их исполнения на основе бесприоритетных дисциплин обслуживания, дисциплин с относительными и абсолютными приоритетами, а также дисциплин циклического обслуживания процессов в групповом режиме.

Исходные данные для выполнения контрольной работы представлены в таблицах 1-4.

 

Таблица 1

Интенсивность поступления потоков обслуживаемых  процессов

№ потока	7	14	10	19	1
Интенсивность потока [1/с]	0,2	0,4	0,05	0,05	0,20

 

Таблица 2

Параметры обслуживаемых процессов

№ процесса	Среднее количество вычислительных операций, выполняемых  при обслуживании процесса [Мфлоп]	Среднее число  операций обращения к файлам данных при обслуживании процесса (Nij)
		Номера файлов, к которым выполняется обращение
		F1	F2	F3	F4	F5	F6	F7	F8	F9	F10
1	100	20	10	-	-	-	-	4	2	-	-
7	700	20	-	-	10	-	-	2	-	4	-
10	1000	-	30	-	-	-	20	6	-	8	-
14	400	10	-	30	14	-	-	4	-	6	-
19	900	-	80	-	30	-	-	8	-	-	4

 

 

Таблица 3

Характеристики  накопителей внешней памяти

№ файла данных	Среднее время  выполнения одной операции ввода/вывода данных ϧFI[мкс/оп]
	Тип накопителя ВЗУ, на котором размещены файлы  данных
	НМД 1	НМД 2
F1	1,0	-
F2	-	0,10
F3	2,0	-
F4	-	0,05
F6	-	0,06
F7	2,5	-
F8	-	0,13
F9	2,5	-
F10	-	0,12

 

Таблица 4

Характеристика операций обращения к файлам данных

№ файла данных	Объем данных, передаваемых при выполнении одной операции обращения  к файлу данных VFI [Мбайт]	Средний объем  данных, передаваемых при выполнении одной операции ввода/вывода GFI [Кбайт]
F1	0,5	5
F2	1,0	8
F3	1,0	15
F4	1,5	6
F6	2,0	18
F7	2,5	10
F8	3,0	15
F9	4,0	20
F10	3,0	10

 

При выполнении работы принимается, что структура  системы имеет вид, приведенный  на рисунке 1.

Рисунок 1 –  Структура организации системы

 

В качестве более точной математической модели исследуемой однопроцессорной системы предлагается рассмотреть трехкомпонентную стохастическую сеть одноканальных СМО с бесприоритеной дисциплиной FIFO обслуживания очереди процессов (рисунок 2). В этом случае каждая из СМО сети моделирует соответствующий ресурс системы – процессор, ВЗУ1, ВЗУ2.

Рисунок 2 – Модель исследуемой  однопроцессорной системы

 

Вероятность переходов  процессов для обслуживания между  СМО сети определяются по выражению (1):

 

     (1)

где - количество переходов процесса из i-состояния обслуживания в j-ое состояние,

- количество переходов процесса  при его обслуживании в состояние  j из всех других состояний.

В результате определения  значений строится аналитическая модель обслуживания процессов в системе, представляемой системой линейных уравнений. Определяются интенсивности поступления процессов на обслуживания в каждый модуль системы.

 

Рисунок 3 – Аналитическая модель обслуживания процессов

 

 

 

 

При построении зависимостей также при расчетах используется выражение:

Длительность  обслуживания процесса в системе в данном случае будет определяться выражениями:

,

.

где М – количество исполняемых в системе процессов,

K – количество ресурсов в системе, используемых при обслуживании процесса,

- длительность ожидания i-го процесса обслуживания в j-ом ресурсе системы,

- длительность обслуживания  i-го процесса в j-ом ресурсе системы.

 

2. Цель работы и задачи исследования

 

Цель: исследование методов планирования и управления процессами в однопроцессорных системах.

Основной задачей  исследования является изучение и оценка характеристик и способов планирования и дисциплин обслуживания потоков процессов исполняемых в однопроцессорных вычислительных системах.

 

3. Основные результаты исследований

 

Рисунок 4 – график времени ожидания (vi=0)

Рисунок 5 – график времени ожидания (vi=1)

 

 

 

Рисунок 6 – График времени ожидания и длительности обслуживания (vi=0)

Рисунок 7 - График времени ожидания и длительности обслуживания (vi=1)

4. Заключение и выводы

 

В результате выполнения контрольной работы были изучены  методы планирования и управления процессами в однопроцессорных системах, построены  графики зависимости времени  ожидания и длительности обслуживания процессов в системе при различных значениях коэффициента вариации и различных производительностях процессора.

Проанализировав результаты, можно сделать следующие  выводы:

• зависимость времени ожидания и длительности обслуживания от производительности процессора носит экспоненциальный характер.
• увеличение производительности процессора после определенной величины не эффективно, так как время обращения к ВЗУ остается прежним, и обращение к файлам будет сдерживать увеличение быстродействия системы в целом.