1   2   3   4   5   6   7   8   9   10
Ім'я файлу: 1-126.pdf
Розширення: pdf
Розмір: 1940кб.
Дата: 12.12.2021
скачати
90. Схема доступу до даних у системах з кешуванням
В системах з кеш-пам’яттю кожний запит до основної пам’яті виконується в такий спосіб:
1)Перегляд вмісту кеш-пам’яті з метою визначення, чи не знаходяться вже потрібні дані в кеш-пам’яті. Кеш-пам’ять не є адресованою, тому пошук потрібних даних виконується за вмістом значення поля “адреси в оперативній пам’яті”, яке береться із запиту.
2)Якщо дані є в кеш-пам’яті, то вони читаються з неї і результат передається в процесор.
3)Якщо потрібних даних в кеш-пам’яті нема, то вони разом із своєю адресою копіюються з основної пам’яті в кеш-пам’ять і результат виконання запиту передається в процесор.

91. Властивості даних, що зумовлюють ефективність кешування.
В реальних системах ймовірність попадання в кеш складає приблизно 0,9. Таке велике значення ймовірності знаходження даних в кеш-пам’яті пов’язано з наявністю у даних об’єктивних властивостей:
- просторова локальність;
- часова локальність.
Просторова локальність - якщо відбулося звертання за деякою адресою, то з високим степенем ймовірності в найближчий час відбудеться звертання до сусідніх адрес.
Часова локальність - якщо відбулося звертання за деякою адресою, то наступне звертання за тою ж адресою з великою ймовірністю відбудеться в найближчий час.
Всі ці міркування справедливі і для інших пар запам’ятовуючих пристроїв.
Наприклад, для основної пам’яті і зовнішньої пам’яті. В цьому випадку зменшується середній час доступу до даних, розташованих на диску, а роль кеш-пам’яті виконує буфер в основній пам’яті.

92. Рівні планування завантаження процесорів.
Планування на верхньому рівні або планування завдань. Засоби цього рівня визначають, яким завданням буде дозволено активно конкурувати за захоплення ресурсів системи. Цей вид планування іноді називають також плануванням допуску, оскільки на цьому рівні визначається, які завдання будуть допущені в систему.
Планування на проміжному рівні. Засоби цього рівня визначають, яким процесам буде дозволено змагатись за захоплення ЦП. Планувальник проміжного рівня оперативно реагує на біжучі зміни системного навантаження, короткочасно припиняючи і знову активізуючи процеси, що забезпечує рівномірну роботу системи й допомагає досягненню певних глобальних цільових характеристик швидкості.
Таким чином, планувальник проміжного рівня виконує функції буферу між засобами допуску завдань в систему та засобами надання ЦП для виконання цих завдань.
Планування на нижньому рівні. Засоби цього рівня визначають, якому з процесів, що готові до виконання, буде надаватись ЦП, який звільнився. Вони (ці засоби) фактично надають ЦП такому процесу (тобто виконують диспетчерські функції). Планування на нижньому рівні виконується так званим диспетчером, який працює з великою частотою й тому завжди повинен розташовуватись в основній пам’яті.
Планування повинно:
1) бути справедливим, тобто однаково відноситись до всіх процесів.
2) забезпечувати максимальну пропускну здатність системи.
3) забезпечувати максимальній кількості користувачів допустимий час відповіді.
4) забезпечувати передбачуваність, мінімальні накладні витрати, збалансоване використання ресурсів.

Рис. 3.9. Рівні планування завантаження процесорів
5) виключати нескінчене відкладання процесів;
6) враховувати пріоритети
Багато з цих вимог вступають в протиріччя одне до одного, що робить планування вельми складною проблемою.

93. Задачі, що вирішуються на кожному з рівнів планування завантаження
процесорів.
Планування на верхньому рівні або планування завдань. Засоби цього рівня визначають, яким завданням буде дозволено активно конкурувати за захоплення ресурсів системи. Цей вид планування іноді називають також плануванням допуску, оскільки на цьому рівні визначається, які завдання будуть допущені в систему.
Планування на проміжному рівні. Засоби цього рівня визначають, яким процесам буде дозволено змагатись за захоплення ЦП. Планувальник проміжного рівня оперативно реагує на біжучі зміни системного навантаження, короткочасно припиняючи і знову активізуючи процеси, що забезпечує рівномірну роботу системи й допомагає досягненню певних глобальних цільових характеристик швидкості.
Таким чином, планувальник проміжного рівня виконує функції буферу між засобами допуску завдань в систему та засобами надання ЦП для виконання цих завдань.
Планування на нижньому рівні. Засоби цього рівня визначають, якому з процесів, що готові до виконання, буде надаватись ЦП, який звільнився. Вони (ці засоби) фактично надають ЦП такому процесу (тобто виконують диспетчерські функції). Планування на нижньому рівні виконується так званим диспетчером, який працює з великою частотою й тому завжди повинен розташовуватись в основній пам’яті.
Планування повинно:
1) бути справедливим, тобто однаково відноситись до всіх процесів.
2) забезпечувати максимальну пропускну здатність системи.
3) забезпечувати максимальній кількості користувачів допустимий час відповіді.
4) забезпечувати передбачуваність, мінімальні накладні витрати, збалансоване використання ресурсів.

Рис. 3.9. Рівні планування завантаження процесорів
5) виключати нескінчене відкладання процесів;
6) враховувати пріоритети
Багато з цих вимог вступають в протиріччя одне до одного, що робить планування вельми складною проблемою.

94. Основні вимоги до планування завантаження процесорів.
Планування повинно:
1) бути справедливим, тобто однаково відноситись до всіх процесів.
2) забезпечувати максимальну пропускну здатність системи.
3) забезпечувати максимальній кількості користувачів допустимий час відповіді.
4) забезпечувати передбачуваність, мінімальні накладні витрати, збалансоване використання ресурсів.
Рис. 3.9. Рівні планування завантаження процесорів
5) виключати нескінчене відкладання процесів;
6) враховувати пріоритети.
Багато з цих вимог вступають в протиріччя одне до одного, що робить планування вельми складною проблемою.

95. Планування завантаження процесорів з переключенням та без
переключення.
Якщо після надання ЦП в розпорядження деякого процесу, відібрати ЦП у нього не можна, то має місце дисципліна планування без переключення. Інакше має місце дисципліна з переключенням.
Планування з переключенням необхідно в системах, в яких процеси високого пріоритету вимагають негайної уваги.
Наприклад: Якщо в системах реального часу пропаде хоча б один важливий сигнал переривання, це може привести до катастрофічних наслідків.
В системах без переключення, коротким завданням треба більше чекати через виконання тривалих завдань, але для всіх завдань створюються ніби-то рівні умови.
Час відповіді тут легше передбачити, оскільки завдання високого пріоритету, що надходять, не можуть відтіснити завдання, що вже чекають.
Процес працює, якщо в біжучий момент процесор є в його розпорядженні. Якщо мова йде про процес ОС, то це означає, що в біжучий момент працює ОС, причому вона може приймати рішення, що впливають на функціонування всієї машини. Для того, щоб не допустити монополізації системи користувачем, в ОС передбачаються механізми, які дозволяють відбирати ЦП у користувача.

96. Механізми, що використовуються для планування процесорів.
Види планування.
1. Планування за строком завершення. Органiзовується таким чином, щоб певні процеси завершились у визначенi строки.
2. FIFO- Перший, що прийшов обслуговується першим. Це десцеплiна планування без переключення, при якiй процесам надається ЦП у вiдповiдностiз часом їх надходження у список готових до виконання. Таке планування не дозволяє гарантувати можливий час вiдповiдi для iнтерактивних користувачiв.
3. Циклічне планування (RR). Диспетчеризація виконується за принципом FIFO, але кожний раз процесу надається обмежена кількість часу ЦП яка наз. квантом.
Процес у якого був перехвачений ЦП переходить в кiнець списку готових до виконання процесів. Така дисципліна RR ефективна для роботи в систесах розподiлу часу коли система повинна гарантувати час вiдповiдi для всiх процесiв.
4. Планування за принципом SJF. Найкоротше завдання виконується найперше.
Це план. без перекл., яке застосовується перш за все для планування потоку завдань.
Воно забезпечує мін. середній час очікування для завдань , але для тривалих завдань час очікування може бути великим, надається перевага коротким завданням. Чергове завдання вибирається так, щоб воно завершило свою роботу і виходило із системи як можна скоріше, і в результаті ця дисципліна планування дозволяє звести до мінімуму середній час очікування завдання, які проходять через систему. Проблема, треба точно знати скільки займає завдання або процес. Ця система планування не застосовується в системах розподіленого часу, де необхідно гарантувати можливий час відповіді.
5. Планування за принципом SRT. Планування за найменшим часом, що залишився. Це аналогічно попередньому методу, але з переключенням, завжди викликається процес, який має мінімальний за оцінкою час до завершення, але треба враховувати час на обслуговування, який минув, а це приводить до збільшення накладних витрат.
6. Планування за принципом HRN. Планування за найбільш відносним часом відліку. Це планування без переключення при якому коректуються недоліки SJF, зокрема перебільшення ігнорування довгих завдань і надання переваг коротким новим завданням.

97. Інтервальний таймер, призначення та застосування у плануванні процесорів.
Планування з переключенням та без переключення.
Якщо пiсля надання ЦП в розпорядження деякого процеса, вiдiбрати ЦП в нього не можна то має мiсце дисциплiна планування без переключень, а iнакше з переключеннями.
Планування з переключенням необхiдне в системах де процеси з високим прiоритетом вимагають негайної уваги. Для того, щоб не допукстити монополiзацiї систем користувачу в ОС передбачаються системи користувача.
До таких механiзмiв належать:
1. Iнтервальний таймер. ОС встановлює iнтервальний таймер або годиник який генерує сигнали переривань в деякий момент часу в майбутньому. Пiсля переривання
ЦП передається наступному процесу.
2. Система прiоритетiв. Статичнi прiоритети призначаються один раз для їх реалiзацiї потрiбнi незнiчнi прiоритети. Динамiчнi прiоритети реагують на змiни в операцiйному середовищi. Потрибують бiльших витрат, але система краще використовує ресурси.

98. Пріоритети, призначення та застосування у плануванні процесорів.
Багаторівневі черги із зворотніми зв’язками
Це найбільш досконалий механізм планування. Це системне планування з переключенням яка найбільше ефективна для систем, де виконуються суміш різнорідних завдань.
Нові процеси надходять в сітку черг з певними початковими пріоритетами. Кожному процесу виділяється квант часу. Процеси першого рівня отримують ЦП і якщо воно не завершене, то воно поступає на кінець черги нижчого пріоритету і т.д. Чим довший такий процес використовує ЦП, тим нижчає пріорітет, доки не спуститься на найнижчий рівень. На найнижчому рівні реалізується цикл обслуговування RR і тут завдання циркулює поки не завершиться. Як правило квант часу збільшується з переходом процесу в кожну наступну чергу. Така дисципліна планування це прикладний адаптивний механізм планування, який реагує на зміну поведінки системи, яка контролюється цим механізмом планування.
99. Планування процесорів за принципом FIFO. Це дисципліна планування без переключення, при якій процесам надається
ЦП у відповідності з часом їх надходження у список готових до виконання.
Таке планування найчастіше застосовується в системах пакетної обробки, але воно не дозволяє гарантувати можливий (допустимий) час відповіді для інтерактивних користувачів.

100. Циклічне планування завантаження процесорів.
Циклічне, або кругове (round robin, RR). Диспетчеризація виконується за принципом FIFO, але кожний раз процесу надається обмежена кількість часу ЦП, що називається квантом. Процес, у якого був перехоплений ЦП, переходить в кінець списку готових до виконання процесів. Така дисципліна (RR) ефективна для роботи з розподілом часу, коли система повинна гарантувати можливий час відповіді для всіх
інтерактивних користувачів.
Визначення оптимального розміру кванту – складна задача. Як правило, його вибирають настільки великим, що більшість тривіальних пересічних запитів можна було б повністю обслужити в рамках одного кванту.
101. Планування завантаження процесів за принципом „найкоротше
завдання-перший”.
Планування за принципом SIF (“найкоротше завдання - перший”)
Планування без переключень застосовується перш за все для планування пакетних завдань. Воно забезпечує мінімальний середній час очікування для завдань, але для тривалих завдань час очікування може виявитись великим.
Надається перевага коротким завданням за рахунок більш тривалих. Чергове завдання вибирається таким чином, щоб воно завершувало свою роботу та виходило з системи як можна швидше. В результаті ця дисципліна дозволяє звести до мінімуму середній час очікування для завдань, що проходять через систему.
Проблема: треба точно знати, скільки часу вимагає завдання або процес.
Можна “консервувати” процеси. Не застосовується в системах розподілу часу, де необхідно гарантувати можливий час відповіді.
102. Планування завантаження процесів за „найменшим часом, що
залишився”.
Принцип SRT (“за найменшим часом, що залишається”)
Аналог SIF, але з переключенням. Завжди виконується процес, який має мінімальний за оцінками час до завершення, причому з врахуванням нових процесів, що надходять. Треба, щоб враховувався час на обслуговування, що минув, а це приводить до збільшення накладних витрат.

103. Планування із використанням багаторівневих черг зі зворотними
зв’язками.
Це найбільш досконалий механізм планування. Це система планування з переключенням, яка найбільш ефективна для систем, де виконується суміш різнорідних завдань.
Нові процеси надходять в мережу черг з дуже високим початковим пріоритетом і швидко обслуговуються, якщо вони або інтерактивні, або залежать від вводу/виводу.
Процеси, що лімітуються ЦП, повністю використовують виділений їм квант часу, а потім переходять в кінець черги наступного, більш низького пріоритетного рівня.
Чим довше такий процес займає ЦП, тим нижче робиться його пріоритет, доки процес не спускається в чергу найнижчого пріоритету, яка реалізує принцип циклічного обслуговування (RR) і в якій він циркулює до того часу, доки не завершиться. Як правило, квант часу, що надається процесу, збільшується з переходом процесу в кожну наступну чергу.
Така дисципліна – це приклад адаптивного механізму планування, який реагує на зміну поведінки системи, що ним контролюється.

104. Призначення та функції файлової системи.
Файлова система – це частина загальної системи керування пам’яттю, що відповідає переважно за керування файлами, які зберігаються на зовнішній пам’яті.
Вона відповідає також за забезпечення можливості зберігати особисту (приватну)
інформацію та за контрольоване розділення інформації між багатьма користувачами.
Функції файлової системи
Розглянемо деякі функції, які, як звичайно вважається, повинні реалізувати файлові системи.
1. Користувачу повинна надаватись можливість створювати, модифікувати та знищувати файли.
2. Користувачам повинна надаватись можливість розділяти, тобто колективно користуватись, файли один від одного під ретельним контролем, з тим, щоб вони могли ефективно взаємодіяти при виконанні спільної роботи.
3. Механізм для розділення (колективного користування) файлів повинен передбачати різні варіанти контрольованого доступу: доступ для читання; доступ для запису; доступ для виконання; або різних комбінацій зазначених видів доступу.
4. Користувачам надається можливість створювати зручні для прикладних програм структури файлів.
5. Надається можливість керування передачами інформації між файлами.
6. В системі повинні бути передбачені засоби збереження та відновлення, які виключають або випадкову втрату, або навмисне руйнування інформації.
7. Користувач може звертатись до своїх файлів за допомогою символічних імен, а не через імена фізичних пристроїв (тобто файли повинні бути незалежними від пристроїв).
8. У системах, пов’язаних з обробкою персональної, конфіденційної та таємної
інформації, яку необхідно захищати від несанкціонованого доступу (системи передачі грошових засобів; системах міліції; медичних системах, де зберігаються історії хвороб і т.п.) файлова система може також передбачати шифрування та дешифрування даних. Для доступу потрібно мати ключі дешифрування.
9. І найважливіше. Файлова система повинна мати „дружній” інтерфейс з користувачем. Вона повинна дозволяти користувачам працювати тільки з логічним представленням своїх даних і тих операцій, які повинні з ними виконуватись, а не з фізичним представленням.
Необхідно, щоб користувачу не треба було думати про конкретні фізичні пристрої, на яких зберігаються його дані, про формати даних чи про фізичні засоби обміну даними з цими пристроями.

105. Ієрархія даних. Наведіть приклади об’єднання даних в блоки.
Ієрархія даних
Всі дані в комп’ютерах складаються з бітів 0, 1. Об’єднуючи окремі біти в групи отримуємо можливість задавати бітові комбінації (n бітів – 2n комбінацій) і з їх допомогою представляти практично довільні елементи даних, що обробляються в комп’ютерах.
Наступний рівень – байти –– це символи, що мають фіксовану довжину в бітах. Зараз найбільш розповсюджений варіант байту – 8 бітів. 28 – 256 символів.
Наприклад:
- цифрові символи: ‘0’…’9’;
- алфавітні символи: ‘A’…’Z’, ‘a’…’z’;
- спеціальні символи: ‘.’, ‘,’, ‘/’, ‘*’, ‘$’, …
Розподіл бітових комбінацій за символами, що ними представляються, називаються – символьними наборами.
ASCII – американський стандартний код для обміну інформацією, застосовується в системах передачі даних.
EBCDIC – розширений двійково–кодований десятковий код для обміну інформацією, застосовується для внутрішнього представлення.
В багатьох системах є механізми, що забезпечують використання обох кодів та взаємне представлення одного коду в інший.
Група взаємозв’язаних символів називається – полем. Поля бувають – числові, алфавітні, алфавітно–цифрові. Спеціальні символи – символьне поле.
Група взаємозв’язаних полів – це запис.
Ключ запису – це керуюче поле, яке однозначно ідентифікує даний запис.
Група взаємозв’язаних записів – це файл.
Найвищий рівень ієрархії даних часто називають – базою даних. База даних складається з групи взаємозв’язаних файлів.

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10

скачати

© Усі права захищені
написати до нас