методичка к 1 лабе. Указания к Лабораторн. работе 1. Методические указания по основным темам дисциплины Операционные системы

• Название: Методические указания по основным темам дисциплины Операционные системы
• Анкор: методичка к 1 лабе
• Дата: 23.03.2023
• Размер: 328.31 Kb.
• Имя файла: Указания к Лабораторн. работе 1.docx
• Тип: Методические указания; #1010704
• страница: 1 из 4

Л.А. Коршикова
ТЕМА № 1
ПЛАНИРОВАНИЕ ДОСТУПА К ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ РЕСУРСАМ

( УПРАВЛЕНИЕ ДОСТУПОМ К РЕСУРСАМ СИСТЕМЫ)

Введение

Современные вычислительные системы состоят из процессоров, памяти, таймеров, дисков, накопителей на магнитных лентах, сетевой коммуникационной аппаратуры, принтеров и других устройств. Функцией операционной системы является распределение процессора (процессоров), памяти, устройств и данных между процессами, конкурирующими за эти ресурсы.

Операционная система должна управлять всеми ресурсами вычислительной машины таким образом, чтобы обеспечить максимальную эффективность ее функционирования. Критерием эффективности могут быть, например, пропускная способность или реактивность системы. Управление ресурсами включает решение двух общих, не зависящих от типа ресурса задач:

• 
  планирование ресурса – то есть определение, кому, когда, а для делимых ресурсов и в каком количестве, необходимо выделить данный ресурс;
  
• 
  отслеживание состояния ресурса – то есть поддержание оперативной информации о том, занят или не занят ресурс, а для делимых ресурсов – какое количество ресурса уже распределено, а какое свободно.
  

Для решения этих задач управления ресурсами разные операционные системы используют различные алгоритмы, что, в конечном счете, и определяет их облик в целом, включая характеристики производительности, область применения и даже пользовательский интерфейс.

В цикле лабораторных работ представлены методические указания по основным темам дисциплины «Операционные системы» –

Управление доступом к вычислительным ресурсам. Управление процессором (диспетчеризация). Управление процессами. Управление оперативной памятью.

Каждая тема предполагает раскрытие ее на двух уровнях:

1. 
   введение в проблему, изучение алгоритмов управления вычислительными ресурсами;
   
2. 
   ситуационный анализ и элементы проектирования программных управляющих модулей.
   

Разработанные программные модели, имитирующие функционирование операционной системы на разных этапах, основываются на конкретных алгоритмах современных операционных систем. В основы моделей положены разработки на уровне курсовых проектов и индивидуальных заданий.

планирование доступа
к вычислительным ресурсам

Цель изучения темы

Изучение и исследование некоторых алгоритмов и способов планирования заданий пользователей (с учетом требований к памяти и внешним устройствам) в мультипрограммной вычислительной системе (ВС).

1.1. Общие сведения о планировании заданий

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 пользовательской работы. Этот комплекс может быть представлен в виде последовательности некоторых частных составляющих, описываемых с помощью шагов задания (задач). Для выполнения задач система создает процессы. Объектами работы планировщика заданий (ПЛАНИРОВЩИК) являются задания многих пользователей, а планировщик задач управляет совокупностью процессов пользователей.

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 каждого задания формируется таблица задания JCB (Job Control Block). Пример таблицы задания приведен на рисунке 1.1.

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 задач на обработку. Для принятия такого решения могут учитываться такие характеристики задач, как приоритет, необходимые ресурсы и т.п. ПЛАНИРОВЩИК не только выделяет необходимые ресурсы для поступающей на обработку задачи, но и освобождает ресурсы после выполнения её.

Идентификатор задачи пользователя –
Количество шагов в задаче (процессов) -
Шаг1Pr	приоритет –	объем памяти –	число внешних устройств –
	предполагаемое время выполнения –
	признаки выполнения шага ( процесса) -
2Pr . . NPr
	признаки выполнения задачи пользователя -

Рисунок 1.1. Таблица задачи пользователя