Данная задача решается поиском такого варианта перестановки задач, при котором суммарный объём простоя все ресурсов будет минимальным.
Данная задача может решаться полным перебором, что очень трудоёмко. Могут использоваться различные приближённые методы. При этом необходимо учитывать соотношения стоимости ресурсов вычислительной машины и затрат на решение данной задачи.
Затраты на решение задачи планирования не должны быть больше выигрыша, получаемого от более рационального использования ресурсов.
В обычных персональных вычислительных системах задачи планирования рассматриваются в меньшей мере. Задачи организации вычислительного процесса в основном решаются процедурами управления вычислительным процессом.
Управление вычислительным процессом в однопроцессорной системе в режиме разделения времени.
Основным критерием при управлении вычислительным процессом является обеспечение максимальной интенсивности обработки задач. То есть чтобы максимальное количество задач было выполнено в единицу времени.
При отсутствии режима разделения времени, то есть при пакетной обработке и когда заранее не известна трудоёмкость задач, максимальное количество задач будет отработано в том случае, если задачи будут упорядочены по возрастанию трудоёмкости. Тогда за заданный интервал времени будет отработано наибольшее количество задач.
В реальном случае трудоёмкость задач неизвестна заранее и используется режим разделения времени. То есть на выполнение каждой задачи выделяется некоторый квант времени. После его завершения, если задача не выполнена, она возвращается в начало очереди. На выполнение поступает следующая задача. И так далее.
Такой режим называется режимом обычного циклического обслуживания. Величина кванта времени g выбирается равной трудоёмкости задачи с наименьшей трудоёмкостью.
Лучшую реакцию на обслуживание коротких работ даёт режим многоуровневого циклического обслуживания.
Каждая задача получает квант времени g. Если задача за этот квант времени будет выполнена, она покидает систему.
Если система не будет выполнена за этот квант времени, она возвращается в очередь 2. Если задача, находящаяся в очереди 2 не будет выполнена в следующий раз, она помещается в очередь 3. При этом используется следующий режим обслуживания очередей: если хотя бы одна задача есть в очереди 1, таким образом обслуживается она; задача очереди 2 обслуживается если нет задач в очереди 1. И так далее.
Могут используется другие режимы. Например, для нескольких задач 1 очереди выполняется задача 2 очереди.
В общем случае для всех очередей выделяются одинаковые кванты времени. Однако существуют модификации, в которых величина кванта увеличивается с номером очереди.
Могут используется приоритеты задач. Когда задача поступает в 1 очередь, ей присваивается наивысший приоритет. При попадании задач в последующие очереди приоритет задачи понижается.
Выборка задач на выполнение производится по их приоритету.
Свопинг.
Обычно все очереди хранятся в оперативной памяти. Однако для экономии оперативной памяти задачи из очередей с наименьшим приоритетом (с большим номером) могут выгружаться на диск. При выполнении процедур вытеснения задачи на диск записывается область, занимаемая задачей, информация о текущем состоянии задачи.
Процедуры свопинга занимают больше времени, так как обращение к жёсткому диску более трудоёмкое, чем к оперативной памяти.
Планирование обработки пакетов задач в многопроцессорных системах.
При использовании нескольких процессоров наименьшая суммарная продолжительность задач будет тогда, когда трудоёмкость задач, выполняемых на различных процессорах будет одинакова.
Процедура преобразования данных.
Процедура преобразования данных состоит в том, что типовые операции над данными в последовательности, заданной алгоритмом. Следовательно если алгоритм выполнения задачи не позволяет изменять выполнения операций, таким образом процедура преобразования не требует управления. Однако при этом процесс проектирования программы можно рассматривать как предварительную процедуру, которая должна обеспечивать эффективность процессов преобразования.
Для обеспечения эффективности процесса преобразования необходимо обеспечить эффективное использование ресурсов вычислительной машины, прежде всего оперативной памяти. Кроме того, обеспечить возможность использования унифицированных стандартных модулей.
Для обеспечения эффективного использования памяти необходимо минимизировать информационные связи между программными модулями.
Выполняемая задача может быть представлена в виде операций, которые обращаются к определённым данным.
где Di – данные;
Oi – операции.
Операции объединяют в программные модули. Во многих случаях возможно перераспределение операций между программными модулями.
При формировании модуля в нём целесообразно обменять операции, которые используют одни данные, то есть если обращение к информационным элементам происходит внутри модуля, таким образом количество обращений к памяти уменьшается, так как данные могут сохраняться в оперативной памяти или в реестрах. То есть необходимо формировать модули чтобы суммарное количество связей через данные между различными модулями было минимальным.
Для обеспечения использования унифицированных или стандартных модулей при проектировании программы необходимо выявить операции в различных модулях. Данные операции необходимо реализовывать в виде унифицированных процедур.
На эффективность процесса обработки данных влияет возможность параллельной или конвейерной обработки, которая должна быть заложена при проектировании программы.
Процесс отображения данных.
Процесс отображения обеспечивает связь пользователя с процессом обработки. В некоторых случаях процесс отображения рассматривается как вспомогательная процедура процессу обработки.
В зависимости от использования средств отображения процедура отображения разделяется на видео, аудио, тактильное отображение.
В наибольшей степени распространены средства визуального отображения, воспроизводящие текст в графические образы. В качестве средств визуального отображения используются дисплеи, печатающие устройства, проекторы. Общая схема процесса отображения:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.