Министерство общего и профессионального образования РФ
НГТУ
Кафедра ВТ
Лабораторная работа №1
по дисциплине «Системное программное обеспечение»
Факультет: АВТ
Группа: АМ-015
Студент:
Преподаватель:
Новосибирск, 2003г.
Цель работы: изучение и исследование некоторых алгоритмов и способов планирования заданий (с учетом требований к памяти и внешним устройствам) в мультипрограммной вычислительной системе.
Первая часть работы
Подобрать такие задания, чтобы при использовании дисциплины планирования PRT обеспечить коэффициент мультипрограммирования равный трем.
ВУ: 10 ОП: 12
Таблица 1. Параметра заданий.
Номер задания | Время поступления | Необходимое процессорное время | Требования | Требования | Приоритет |
1 | 1 | 70 | 6 | 2 | 2 |
2 | 2 | 60 | 3 | 2 | 3 |
3 | 0 | 40 | 2 | 3 | 6 |
 |
Временная диаграмма выполнения заданий в ВС:
Выводы:
- Коэффициент мультипрограммирования равен трем на интервале времени от 16 до 134. Задания не слишком требовательны к вычислительным ресурсам, поэтому при поступлении заданий в систему им всем хватает ресурсов (ВУ, ОП). Взвешенное время обращения для всех работ равно единице, т. к. они начинают обрабатываться сразу при поступлении в ВС. Для запуска DOS-версии моделирующей программы необходимо предварительно загрузить русификатор.
Показать выполнение дисциплины обслуживания PRT. ВУ: 10 ОП: 12
Таблица 2. Параметры заданий.
Номер задания | Время поступления | Необходимое процессорное время | Требования | Требования | Приоритет |
1(0) | 1 | 70 | 6 | 2 | 2 |
2(4) | 2 | 60 | 3 | 2 | 3 |
3(2) | 0 | 40 | 2 | 3 | 6 |
4(4) | 5 | 60 | 3 | 2 | 3 |
5(2) | 11 | 40 | 2 | 3 | 6 |
6(1) | 3 | 30 | 3 | 4 | 4 |
Временная диаграмма выполнения заданий в ВС:
Таблица 3. Анализ временной диаграммы.
Время | Событие |
t = 0 | Поступило задание 3. Т. к. свободных ресурсов (ОП и ВУ) заданию хватает, оно назначается на выполнение. (Начинается ввод). Свободных ресурсов: ВУ:7 ОП:10 |
t = 1 | Поступило задание 1. Т. к. свободных ресурсов заданию хватает, оно назначается на выполнение. (Начинается ввод). Свободных ресурсов: ВУ:5 ОП:4 |
t = 2 | Поступило задание 2. Свободных ресурсов для выполнения задания достаточно, поэтому назначается на выполнение. Свободных ресурсов: ВУ:3 ОП:1 |
t = 3 | Поступило задание 6. Свободных ресурсов для выполнения задания недостаточно, поэтому оно помещается в очередь. В очереди: 6. |
t = 5 | Поступило задание 4. Свободных ресурсов для выполнения задания недостаточно, поэтому оно помещается в очередь. В очереди: 4 и 6. |
t = 11 | Поступило задание 5. Свободных ресурсов для выполнения задания недостаточно, поэтому оно помещается в очередь. В очереди: 5,4 и 6. |
t = 135 | Завершилось задание 3. Свободных ресурсов (ВУ:6 ОП:3) хватает для выполнения задания любого из заданий: 4, 5, 6. Из этих заданий наибольший приоритет имеет задание 5, поэтому оно начинает выполняться. Свободных ресурсов: ВУ:3 ОП:1 |
t = 183 | Завершилось задание 2. Свободных ресурсов (ВУ:5 ОП:4) хватает для выполнения задания любого из заданий: 4, 6. Из этих заданий наибольший приоритет имеет задание 6, поэтому оно начинает выполняться. Свободных ресурсов: ВУ:1 ОП:1 |
t = 201 | Завершилось задание 1. Свободных ресурсов (ВУ:3 ОП:7) хватает для выполнения единственного в очереди задания 4, поэтому оно начинает выполняться. Свободных ресурсов: ВУ:1 ОП:4 |
t = 252 | Завершилось выполнение задания 5. |
t = 277 | Завершилось выполнение задания 6. |
t = 311 | Завершилось выполнение задания 4. |
Выводы:
- Коэффициент мультипрограммирования равен трем на интервале времени от 15 до 135 и от 211 до 252. Из анализа временной диаграммы (Таблица №3) видно, что из очереди выбирается задание с наибольшим приоритетом, а, следовательно, выполняется ДО PTR. Взвешенное время обращения для всех работ равно единице, т. к. они начинают обрабатываться сразу при поступлении в ВС. Найдем взвешенные времена выполнения для каждого из заданий:
W1 = (201 – 1) / (5 × 2 +190) = 1.00 W4 = (311 – 5) / (5 × 2 + 100) = 2.78
W2 = (183 – 2) / (5 × 2 +171) = 1.00 W5 = (252 – 11) / (5 × 3 + 102) = 2.06
W3 = (135 – 0) / (5 × 3 + 120) = 1.00 W4 = (277 – 3) / (5 × 4 + 74) = 2.91
Wср = (W1 + W2 + W3 + W4+ W5 + W6) / 6 = 1.79.
Вторая часть работы
Исследование различных дисциплин обслуживания при изменении параметров системы (объема оперативной памяти).
Вариант 2;
Работ: 6
ВУ: 10
Исследуемые дисциплины: LIFO, PRT.
Таблица 4. Параметры коротких работ.
№ | t CPU | ОП | ВУ | приоритет | для потока: время поступления |
1 | 30 | 3 | 4 | 4 | 1 |
3 | 10 | 4 | 2 | 1 | 10 |
5 | 30 | 5 | 1 | 7 | 17 |
4 | 60 | 3 | 2 | 3 | 30 |
8 | 30 | 6 | 5 | 6 | 50 |
3 | 10 | 4 | 2 | 1 | 55 |
Таблица 5. Параметры длинных работ.
№ | t CPU | ОП | ВУ | приоритет | для потока: время поступления |
0 | 70 | 6 | 2 | 2 | 1 |
4 | 60 | 3 | 2 | 3 | 10 |
3 | 10 | 4 | 2 | 1 | 17 |
9 | 50 | 1 | 4 | 7 | 30 |
4 | 60 | 3 | 2 | 3 | 50 |
2 | 50 | 1 | 4 | 7 | 55 |
Для пакета: используются те же работы, но время поступления всех работ равно нулю.
Таблица 6. Результаты исследований (средневзвешенное время).
Количество ОП | LIFO | PRT | ||||||
короткие | длинные | короткие | длинные | |||||
пакет | поток | пакет | поток | пакет | поток | пакет | поток | |
8 | 2,575 | 1,67 | 2,825 | 2,2 | 2,47 | 1,71 | 2,82 | 2,835 |
10 | 2,87 | 1,79 | 2,45 | 2,1 | 3,34 | 1,52 | 3,92 | 2,1 |
12 | 1,83 | 1,57 | 2,45 | 2,1 | 1,96 | 2,1 | 3,92 | 2,1 |
14 | 2,025 | 1,39 | 2,1 | 1,46 | 1,98 | 1,39 | 2,1 | 1,46 |
16 | 1,85 | 1,19 | 2,09 | 1,46 | 1,975 | 1,19 | 2,1 | 1,46 |
Таблица 7. Результаты исследований (коэффициент мультипрограммирования).
Количество ОП | LIFO | PRT | ||||||
короткие | длинные | короткие | длинные | |||||
пакет | поток | пакет | поток | пакет | поток | пакет | поток | |
8 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 |
10 | 2 | 2 | 3 | 3 | 2 | 2 | 3 | 3 |
12 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
14 | 3 | 3 | 3 | 4 | 3 | 3 | 3 | 4 |
16 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 | 3 | 4 |
Графики зависимости средневзвешенного времени выполнения пакета (потока) работ от количества ОП.
Графики зависимости коэффициента мультипрограммирования от количества ОП.
Анализ полученных зависимостей:
- Общая тенденция – уменьшение средневзвешенного времени при увеличении количества ОП. Наименьшее средневзвешенное время обращения достигается для потока коротких работ. Самый плохой результат по средневзвешенному времени показывает ДО PRT для пакета длинных работ. В среднем ДО LIFO и PRT показывают равные результаты, за исключением резкого ухудшения средневзвешенного времени для пакета длинных работ при PRT для среднего количества ОП. При большом количестве ОП дисциплины показывают один и тот же результат для равных параметров работ. Коэффициент мультипрограммирования выше для длинных работ. Максимальный коэффициент (4) достигается только для потоков работ при обоих ДО, при чем для длинных работ он достигается быстрее. В случае с пакетом длинных работ коэффициент мультипрограммирования слабо зависит от количества ОП, и при исследованиях не изменялся. В остальных случаях просматривается увеличение коэффициента мультипрограммирования с увеличением количества ОП.
Выводы:
- Качество обслуживания работ различными ДО заметно при малом количестве ОП, при большом количестве ОП исследуемые ДО дают одинаковые результаты. В случае пакета длинных работ ДО PRT показывает наихудший результат по средневзвешенному времени обращения, а ДО LIFO в этом случае дает средний результат.
Рекомендации:
- Для потока коротких работ целесообразнее использовать ДО LIFO, т. к. на малом количестве ОП она показывает меньшее средневзвешенное время обращения и на большом количестве ОП не уступает ДО PRT. Для потока длинных работ при малом количестве ОП следует предпочесть ДО LIFO. Для пакета коротких работ при малом количестве ОП необходимо использовать PRT, а при большом количестве ОП – LIFO Для пакета длинных работ необходимо использовать ДО LIFO.
Блок-схема анализатора.
