Cтраница 3
Но и режим круговорота часто не устраивает пользователей. Коротких задач всегда значительно больше, чем длинных, и требуют они максимально быстрой обработки, так как обычно порождаются оперативно, например в режиме отладки программы пользователей, Это значит, что следует оказывать максимальное предпочтение коротким задачам за счет длинных, разумеется, которые, как правило, не требуют слишком уж быстрого решения. Здесь помогает введение динамических приоритетов. [31]
Легко заметить, что задача с высоким приоритетом ( она трудоемкая и уже много раз проходила через процессор) будет выходить на процессор только тогда, когда нет задач с более низким приоритетом. Такие задачи называют фоновыми - обычно они решаются, когда процессор свободен от решения срочных оперативных задач. В описанном режиме круговорота с динамическими приоритетами не надо делить задачи на срочные и несрочные. Это происходит автоматически, если срочные задачи короткие, что, как правило, и бывает на самом деле. [32]
Сопоставление зависимостей Wt ( p) для случаев фиксированных и динамических приоритетов в условиях большой загрузки показывает следующее принципиальное различие между этими двумя дисциплинами. При этом происходит сильное сближение значений Wt для всех градаций приоритетности. Это объясняется принципиальным свойством рассмотренных дисциплин с динамическими приоритетами, при использовании которых любая достаточно долго ожидающая заявка достигает в конечном итоге наивысшего уровня приоритета и в конце концов обслуживается прежде любой, вновь поступающей в машину заявки. [33]
Однако эти предположения являются идеализацией реальных зависимостей, имеющих место в системах автоматизированного управления. Поэтому значительный практический интерес представляет исследование характеристик дисциплин диспетчеризации с динамическими приоритетами при нелинейных функциях приоритетности заявок. [34]
Нетрудно заметить, что при kij kZj мы получаем дисциплину обслуживания заявок с фиксированными приоритетами. Таким образом, данная программа-диспетчер позволяет реализовать принцип фиксированного распределения приоритетов как частный случай. Она позволяет также реализовать и смешанную дисциплину обслуживания, когда одна часть заявок обслуживается с фиксированными приоритетами, а другая часть - с динамическими приоритетами. [35]
Для дисциплин с фиксированными приоритетами для каждого типа заявок i заранее назначается некоторый приоритет kt, который сохраняется неизменным в течение всего периода функционирования программы ЦВМ в данном режиме. В дисциплинах с чередующимися приоритетами очередность выбора заявки на обслуживание зависит также от типа обслуженной ранее заявки, а в дисциплинах обслуживания с динамическими приоритетами - от длительности ожидания или обслуживания поступившей заявки. [36]
Как уже отмечалось, дисциплины, учитывающие характеристики типов заявок, принято называть статическими, так как уровень приоритетности обслуживания для них определяется заранее и не изменяется в зависимости от индивидуальных характеристик заявок. В тех случаях, когда время обслуживания и ценность заявки могут быть определены достаточно точно и затраты времени управляющей ЦВМ на выполнение этих процедур малы по сравнению со временем обслуживания заявок, применяются дисциплины с динамическим распределением приоритетов. Этот тип дисциплин позволяет более эффективно применять приоритеты, однако, как правило, он связан со значительными затратами времени на их реализацию, его очень трудно исследовать при ограниченной памяти, поэтому характеристики дисциплин с динамическими приоритетами в данной главе не рассматриваются. [37]
Связан с введением статических и динамических приоритетов на продукции. Статические приоритеты могут формироваться априори на основании сведений о важности продукционных правил в данной проблемной области. Эти сведения, как правило, представляют собой информацию, извлекаемую из эксперта. Динамические приоритеты вырабатываются в процессе функционирования системы продукций и могут отражать, например, такой параметр, как время нахождения продукции во множестве готовых продукций. [38]
Программы, собираемые в пакет, могут иметь различные приоритеты с использованием системы как статических, так и динамических приоритетов. В первом случае приоритет программы является абсолютным, не связанным с динамикой процесса реализации пакета. Во втором случае присвоение программе того или иного приоритета осуществляется в ходе выполнения программ пакета. Присвоение динамических приоритетов связывается, например, со временем ожидания программ при реализации пакета. [39]
Выбор той или иной дисциплины реализации рабочих программ определяется назначением ЭВМ и характером решаемых задач. Если задачи дифференцируются по своей срочности и важности, для них устанавливаются соответствующие уровни приоритетов с таким расчетом, чтобы в первую очередь и в приемлемые сроки были решены наиболее важные задачи. Приоритетность задач внутри данного пакета может устанавливаться по степени их важности и по информационной связности: если для некоторой задачи в качестве исходных данных используются результаты ( промежуточные или окончательные) решения другой задачи, то эта другая задача, естественно, должна решаться в первую очередь. Как уже отмечалось, в режиме пакетной обработки может использоваться как система статических приоритетов, так и система динамических приоритетов. Наилучшие результаты с точки зрения обеспечения минимальных затрат машинного времени на реализацию пакета задач получаются в том случае, если задачи независимы ( информационно не связаны) и равноценны по своей важности и срочности. [40]
В режиме запрос-ответ программы абонентов постоянно находятся в памяти машины, а запросы и исходные данные поступают от пользователей, имеющих непосредственную связь с ЭВМ через терминальные устройства или абонентские пункты. Запросы могут поступать на естественном языке ( высшая форма диалога) или на специальном языке запроса. После поступления запроса производится его обработка. Организацию ответов на запрос осуществляет программа-диспетчер, в которой может быть предусмотрен различный порядок удовлетворения запросов: по мере поступления, абсолютных приоритетов, относительных приоритетов и динамических приоритетов. [41]
Помимо абсолютных и относительных приоритетов достаточно освещенных в литературе, при выборе очередности обслуживания приходится иметь дело со смешанными и динамическими приоритетами. При смешанном приоритете и поступлении требования с более высоким приоритетом обслуживание требования с низким приоритетом прерывается, если оно непрерывно обслуживалось в течение времени то, и не прерывается, если оно обслуживалось в течение времени то. Момент TO называется точкой переключения приоритетов на оси времени. При динамическом приоритете отдается предпочтение тому требованию, у которого оставшееся время пребывания в системе, не превышающее допустимого по условиям технологии, минимально. Чтобы при выборе приоритета не выполнять многовариантные технико-экономические расчеты, пользуются простыми соотношениями, дающими вполне приемлемые результаты. [42]
Учет разной приоритетности заявок реализуется различными дисциплинами обслуживания: в режиме относительных и абсолютных приоритетов, которые в свою очередь подразделяются на статические и динамические. В случае относительных приоритетов, в отличие от абсолютных, появление новой заявки не прерывает обрабатываемую программу. В системах со статическими ( или фиксированными) приоритетами приоритет каждой заявки не меняется до завершения ее обслуживания. Заявки с одинаковыми приоритетами обслуживаются в порядке их поступления в систему. В системах с динамическими приоритетами приоритет заявки определяется в процессе работы системы как функция характеристик заявки и текущих параметров обслуживающей системы. Существуют также и более сложные способы обслуживания заявок, использующие приоритетные дисциплины смешанного типа. [43]
В приоритетных дисциплинах для заявок каждого приоритета на входе ОА выделяется своя очередь. Заявка из очереди с низким приоритетом поступает на обслуживание, если пусты очереди с более высокими приоритетами. Различают приоритеты абсолютные, относительные и динамические. Заявка из очереди с более высоким абсолютным приоритетом, поступая на вход занятого ОА, прерывает уже начатое обслуживание заявки более низкого приоритета. В случае относительного приоритета прерывания не происходит, более высокоприоритетная заявка ждет окончания уже начатого обслуживания. Динамические приоритеты могут изменяться во время нахождения заявки в СМО. [44]
Третья и четвертая главы посвящены анализу методов диспетчеризации вычислительных процессов в реальном масштабе времени. В третьей главе методами теории массового обслуживания анализируются дисциплины диспетчеризации по критерию времени ожидания до выполнения некоторой программы. В четвертой главе рассмотрены дисциплины диспетчеризации при ограниченной буферной памяти, когда возможна потеря сообщений или заявок на включение подпрограмм. В обеих главах анализ проводится для бесприоритетной и различного типа приоритетных дисциплин. Значительное внимание уделено оценке эффективности дисциплин диспетчеризации по величине штрафа, а также по изменению эквивалентной производительности и эквивалентного объема буферной памяти управляющих ЦВМ. Особенностью третьей главы является наличие сравнительно простых аналитических выражений для оценки характеристик ожидания, в том числе и для некоторых типов дисциплин с динамическими приоритетами, в то время как значительная часть результатов четвертой главы получена методом Монте-Карло. Кроме того, в четвертой главе проводится анализ достоверности передачи сообщений в системах передачи данных, сопряженных с ЦВМ. [45]