Курсовая работа Операционные системы НГТУ АВТФ. Новосибирский государственный технический университет факультет автоматики и вычислительной техники кафедра вычислительной техники

• Название: Новосибирский государственный технический университет факультет автоматики и вычислительной техники кафедра вычислительной техники
• Анкор: Курсовая работа Операционные системы НГТУ АВТФ
• Дата: 25.05.2023
• Размер: 3.29 Mb.
• Имя файла: AI-02_Kursovaya_rabota_Operatsionnye_sistemy_drugaya_versia.docx
• Тип: Курсовая; #1158996
• страница: 3 из 3

3.1. Задание

Разработать структуру функционирования диспетчера работ в вычислительной системе, заданной в разделе 1, на всём интервале работы. Квант времени, выделяемый каждой работе, выбирается исходя из конкретной ситуации: число работ, параллельно занимающих процессор, интервалы времени с коэффициентом многозадачности, дисциплины обслуживания.

Диспетчер использует метод разделения времени в сочетании с приоритетами.

3.2. Исходные данные

Вариант 8.

БП – 1)LIFO , П – 3)SJF.

3.3. Временные диаграммы работы LIFO и SJF.

ДО LIFO

№	τ i	ti	tзагрузки	tпоступ.	Приоритет
1	90	1	20	1	2
2	30	7	5	8	1
3	40	8	30	16	3
4	40	8	30	24	10
5	60	4	10	2 8	9
6	10	3	5	31	4
7	90	1	20	32	8
8	40	8	30	40	7
9	60	4	10	44	6
10	10	3	5	47	5

Линейная дисциплина обслуживания LIFO (Last In – First Out). Из очереди заявок на обслуживание выбирается заявка, поступившая в очередь последней. Время обработки аналогично FIFO, однако приоритет зависит от того, что задание, пришедшее последним в один и тот же момент времени, что и другие, будет предпочтительнее отдаваться на выполнение на процессоре, нежели остальные.



Рисунок 7. Исходная ВД (без ожидания и загрузки) для ДО LIFO.
Расчёты:
Временной диапазон: 13-16

16-13=63, 3/1=3

Задание 2 получает по Δt CPU = 3

τ2=30-3=27
Временной диапазон: 16-21

21-16=5, 5/1=5

Задание 2 получает по Δt CPU = 5

τ2=27-5=22
Временной диапазон: 21-24

24-21=3, 3/2=1.5

Задания 1 и 2 получают по Δt CPU = 1.5

τ1=90-1.5=88.5

τ2=22-1.5=20.5
Временной диапазон: 24-28

28-24=4, 4/2=2

Задания 1 и 2 получают по Δt CPU = 2

τ1=88.5-2=86.5

τ2=20.5-2=18.5
Временной диапазон: 28-31

31-28=3, 3/2=1.5

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 1.5

τ1=86.5-1.5=85

τ2=18.5-1.5=17
Временной диапазон: 31-32

32-31=1, 1/2=0.5

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 0.5

τ1=85-0.5=84.5

τ2=17-0.5=16.5
Временной диапазон: 32-40

40-32=8, 8/2=4

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 4

τ1=84.5-4=80.5

τ2=16.5-4=12.5
Временной диапазон: 40-44

44-40=4, 4/2=2

Задание 1, 2 получают по Δt CPU = 2

τ1=80.5-2=78.5

τ2=12.5-2=10.5

Временной диапазон: 44-46

46-44=2, 2/2=1

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 1

τ1=78.5-1=77.5

τ2=10.5-1=9.5
Временной диапазон: 46-47

47-46=1, 1/3=0.3

Задания 1, 2 и 3 получают по Δt CPU = 0.3

τ1=77.5-0.3=77.2

τ2=9.5-0.3=9.2

τ3=40-0.3=39.7

Временной диапазон: 47-76

76-47=29, 29/3=9.7

Задания 1, 2 и 3 получают по Δt CPU = 9.7

τ1=77.2-9.7=67.5

τ2=9.2-9.7=0

τ3=39.7-9.7=30
Временной диапазон: 76-81

81-76=5, 5/2=2.5

Задания 1 и 3 получают по Δt CPU = 2.5

τ1=67.5-2.5=65

τ3=30-2.5=27.5
Временной диапазон: 81-121

121-81=40, 40/4=10

Задания 1, 3, 6 и 10 получают по Δt CPU = 10

τ1=65-10=55

τ3=27.5-10=17.5

τ6=10-10=0

τ10=10-10=0
Временной диапазон: 121-131

131-121=10, 10/2=5

Задания 1 и 3 получают по Δt CPU = 5

τ1=55-5=50

τ3=17.5-5=12.5
Временной диапазон: 131-168

168-131=37, 37/3=12.3

Задание 1, 3 и 9 получают по Δt CPU = 12.3

τ1=50-12.3=37.7

τ3=12.5-12.3=0

τ9=60-12.3=47.7
Временной диапазон: 168-198

198-168=30, 30/2=15

Задания 1 и 9 получают по Δt CPU = 15

τ1=37.7-15=22.7

τ9=47.7=32.7
Временной диапазон: 198-266

266-198=20, 68/3=22.7

Задание 1, 9 и 8 получает по Δt CPU = 22.7

τ1=22.7-22.7=0

τ9=32.7-22.7=10

τ8=40-22.7=17.3
Временной диапазон: 266-286

286-266=20, 20/2=10

Задания 9 и 8 получают по Δt CPU = 10

τ9=10-10=0

τ8=17.3-10=7.3
Временной диапазон: 286-296

296-286=10, 10/2=5

Задание 8 и 7 получают по Δt CPU = 5

τ8=7.3-5=2.3

τ7=90-5=85

Временной диапазон: 296-304

304-296=8, 8/3=2.7

Задания 7, 9 и 5 получают по Δt CPU = 2.7

τ8=2.3-2.7=0

τ7=85-2.7=82.3

τ5=60-2.7=57.3

Временной диапазон: 304-334

334-304=30, 30/2=15

Задания 7 и 5 получает по Δt CPU = 15

τ7=82.3-15=67.3

τ5=57.3-15=42.3
Временной диапазон: 334-454

334-454=120, 120/3=40

Задания 7, 9 и 4 получают по Δt CPU = 40

τ7=67.3-40=27.3

τ5=42.3-40=2.3

τ4=40-40=0
Временной диапазон: 454-459

459-454=5, 5/2=2.5

Задание 7 и 9 получают по Δt CPU = 3

τ7=27.3-2.5=24.7

τ5=2.3-2.5=0
Временной диапазон: 459-484

484-459=24, 24/1=24

Задание 7 получает по Δt CPU = 24

τ7=24.7-24=0
Таблица 7. Трассировка планировщика для до LIFO.

Время	Событие	Km
13	Процесс 2 выполняет работу.	1
16	Процесс 2 выполняет работу.	1
21	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
24	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
28	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
31	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
32	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
40	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
44	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
46	Процессы 2, 1 и 3 выполняют работу.	3
47	Процессы 2, 1 и 3 выполняют работу.	3
76	Процесс 2 завершен. Процессы 1 и 3 выполняют работу.	2
81	Процессы 1, 3, 6 и 10 выполняют работу.	4
121	Процессы 6 и 10 завершены. Процессы 1 и 3 выполняют работу.	2
131	Процессы 1, 3 и 9 выполняют работу.	3
168	Процесс 3 завершен. Процессы 1 и 9 выполняют работу.	2
198	Процессы 1, 9 и 8 выполняют работу.	3
266	Процесс 1 завершен. Процессы 9 и 8 выполняют работу.	4
286	Процесс 9 завершен. Процессы 8 и 7 выполняют работу.	2
296	Процессы 8, 7 и 5 выполняют работу.	3
304	Процесс 8 завершен. Процессы 7 и 5 выполняют работу.	2
334	Процессы 7, 5 и 4 выполняют работу.	3
454	Процесс 4 завершен. Процессы 7 и 5 выполняют работу.	2
459	Процесс 5 завершен. Процесс 7 выполняет работу.	1
483	Процесс 7 завершен.	0

Рисунок 8. Временная диаграмма работы ДО LIFO.

ДО SJF

№	τ i	ti	tпоступ.	tзагрузки	Приоритет
1	90	1	1	20	6
2	30	7	7	5	1
3	40	8	8	30	8
4	40	8	8	30	9
5	60	4	4	10	4
6	10	3	3	5	2
7	90	1	1	20	7
8	40	8	8	30	10
9	60	4	4	10	5
10	10	3	3	5	3

Дисциплина обслуживания с фиксированным приоритетом SJF (Short Job First). Из очереди заявок на обслуживание выбирается заявка с минимальным временем обслуживания. Больший приоритет той работе, у которой меньше время ввода.



Рисунок 9. Исходная ВД (без ожидания и загрузки) для ДО SJF.
Расчёты:
Временной диапазон: 13-16

16-13=63, 3/1=3

Задание 2 получает по Δt CPU = 3

τ2=30-3=27
Временной диапазон: 16-21

21-16=5, 5/1=5

Задание 2 получает по Δt CPU = 5

τ2=27-5=22
Временной диапазон: 21-24

24-21=3, 3/2=1.5

Задания 1 и 2 получают по Δt CPU = 1.5

τ1=90-1.5=88.5

τ2=22-1.5=20.5
Временной диапазон: 24-28

28-24=4, 4/2=2

Задания 1 и 2 получают по Δt CPU = 2

τ1=88.5-2=86.5

τ2=20.5-2=18.5
Временной диапазон: 28-31

31-28=3, 3/2=1.5

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 1.5

τ1=86.5-1.5=85

τ2=18.5-1.5=17
Временной диапазон: 31-32

32-31=1, 1/2=0.5

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 0.5

τ1=85-0.5=84.5

τ2=17-0.5=16.5
Временной диапазон: 32-40

40-32=8, 8/2=4

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 4

τ1=84.5-4=80.5

τ2=16.5-4=12.5
Временной диапазон: 40-44

44-40=4, 4/2=2

Задание 1, 2 получают по Δt CPU = 2

τ1=80.5-2=78.5

τ2=12.5-2=10.5

Временной диапазон: 44-46

46-44=2, 2/2=1

Задания 1, 2 получают по Δt CPU = 1

τ1=78.5-1=77.5

τ2=10.5-1=9.5
Временной диапазон: 46-47

47-46=1, 1/3=0.3

Задания 1, 2 и 3 получают по Δt CPU = 0.3

τ1=77.5-0.3=77.2

τ2=9.5-0.3=9.2

τ3=40-0.3=39.7

Временной диапазон: 47-76

76-47=29, 29/3=9.7

Задания 1, 2 и 3 получают по Δt CPU = 9.7

τ1=77.2-9.7=67.5

τ2=9.2-9.7=0

τ3=39.7-9.7=30
Временной диапазон: 76-81

81-76=5, 5/2=2.5

Задания 1 и 3 получают по Δt CPU = 2.5

τ1=67.5-2.5=65

τ3=30-2.5=27.5
Временной диапазон: 81-121

121-81=40, 40/4=10

Задания 1, 3, 6 и 10 получают по Δt CPU = 10

τ1=65-10=55

τ3=27.5-10=17.5

τ6=10-10=0

τ10=10-10=0
Временной диапазон: 121-131

131-121=10, 10/2=5

Задания 1 и 3 получают по Δt CPU = 5

τ1=55-5=50

τ3=17.5-5=12.5
Временной диапазон: 131-168

168-131=37, 37/3=12.3

Задание 1, 3 и 5 получают по Δt CPU = 12.3

τ1=50-12.3=37.7

τ3=12.5-12.3=0

τ5=60-12.3=47.7
Временной диапазон: 168-198

198-168=30, 30/2=15

Задания 1 и 5 получают по Δt CPU = 15

τ1=37.7-15=22.7

τ5=47.7-15=32.7
Временной диапазон: 198-266

266-198=20, 68/3=22.7

Задание 1, 5 и 4 получает по Δt CPU = 22.7

τ1=22.7-22.7=0

τ5=32.7-22.7=10

τ4=40-22.7=17.3
Временной диапазон: 266-276

286-266=10, 10/2=5

Задания 5 и 4 получают по Δt CPU = 5

τ5=10-5=5

τ4=17.3-5=12.3
Временной диапазон: 276-291

291-276=15, 15/3=5

Задание 5, 4 и 9 получают по Δt CPU = 5

τ5=5-5=0

τ4=12.3-5=7.3

τ9=60-5=55
Временной диапазон: 291-306

306-291=15, 15/2=7.5

Задания 4 и 9 получают по Δt CPU = 7.5

τ4=7.3-7.5=0

τ9=55-7.5=47.5

Временной диапазон: 306-311

311-306=5, 5/1=5

Задание 9 получает по Δt CPU = 5

τ9=47.5-5=42.5
Временной диапазон: 311-336

336-311=25, 25/2=12.5

Задания 9 и 7 получают по Δt CPU = 12.5

τ9=42.5-12.5=30

τ7=90-12.5=77.5
Временной диапазон: 336-426

426-336=90, 90/3=30

Задание 7, 9 и 8 получают по Δt CPU = 30

τ9=30-30=0

τ7=77.5-30=47.5

τ8=40-30=10

Временной диапазон: 426-446

446-426=20, 20/2=10

Задания 7 и 8 получает по Δt CPU = 10

τ7=47.5-10=37.5

τ8=10-10=0

Временной диапазон: 446-484

484-446=38, 38/1=38

Задание 7 получает по Δt CPU = 38

τ7=37.5-38=0

Таблица 8. Трассировка планировщика для до SJF.

Время	Событие	Km
13	Процесс 2 выполняет работу.	1
16	Процесс 2 выполняет работу.	1
21	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
24	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
28	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
31	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
32	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
40	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
44	Процессы 2 и 1 выполняют работу.	2
46	Процессы 2, 1 и 3 выполняют работу.	3
47	Процессы 2, 1 и 3 выполняют работу.	3
76	Процесс 2 завершен. Процессы 1 и 3 выполняют работу.	2
81	Процессы 1, 3, 6 и 10 выполняют работу.	4
121	Процессы 6 и 10 завершены. Процессы 1 и 3 выполняют работу.	2
131	Процессы 1, 3 и 5 выполняют работу.	3
168	Процесс 3 завершен. Процессы 1 и 5 выполняют работу.	2
198	Процессы 1, 5 и 4 выполняют работу.	3
266	Процесс 1 завершен. Процессы 5 и 4 выполняют работу.	2
276	Процессы 5 и 4 выполняют работу.	2
291	Процесс 5 завершен. Процессы 4 и 9 выполняют работу.	2
306	Процесс 4 завершен. Процесс 9 выполняет работу.	1
311	Процессы 9 и 7 выполняют работу.	2
336	Процессы 9, 7 и 8 выполняют работу.	3
426	Процесс 9 завершен. Процессы 7 и 8 выполняют работу.	2
446	Процесс 8 завершен. Процесс 7 выполняет работу.	1
483	Процесс 7 завершен.	0

Рисунок 10. Временная диаграмма работы ДО SJF.

4. 
   Выводы.
   

В процессе выполнения работы были изучены дисциплины обслуживания FIFO, SJF. Для этих дисциплин обслуживания были построены временные диаграммы мультипрограммной работы. В выводе по первой части работы были сравнены дисциплины обслуживания FIFO и SJF (стр. 15-16 и стр. 20-21).

Так же была изучена структура диспетчера. Были построены временные диаграммы диспетчеризации при дисциплинах обслуживания LIFO и SJF (стр. 29 и стр. 35).

Расчётные данные, используемые при его проектировании, находятся на страницах 23 и 30.

Квант времени, выделяемый каждой работе, выбирался исходя из конкретной ситуации: числа работ, параллельно занимающих процессор, интервалов времени с коэффициентом многозадачности, дисциплины обслуживания.

3. Список источников

1. 
   Пособие - Коршикова Л. А. Операционные системы [Электронный ресурс] : электронный учебно-методический комплекс / Л. А. Коршикова ; Новосиб. гос. техн. ун-т. - Новосибирск, [2010].
   
2. 
   Коршикова Л.А. Основы операционных систем. Учебное пособие. – Новосибирск.: НГТУ, 2009. – 356с., ил.