Презентация на тему Планирование и диспетчеризация потоков

выполнение его потоков может быть многократно прервано и продолжено.

(В системе, не поддерживающей потоки, все сказанное ниже о планировании и диспетчеризации относится к процессу в целом.)
Переход от выполнения одного потока к другому осуществляется в результате планирования и диспетчеризации.

Введение

в какой момент необходимо прервать выполнение текущего активного потока

и какому потоку предоставить возможность выполняться.

Планирование потоков осуществляется на основе информации, хранящейся в описателях процессов и потоков.

Планирование потоков

задач:
определение момента времени для смены текущего

активного потока;
выбор для выполнения потока из очереди готовых потоков.

Планирование потоков

динамически (on-line) – решения принимаются во время работы системы

на основе анализа текущей ситуации.
ОС работает в условиях неопределенности — потоки и процессы появляются в случайные моменты времени и также непредсказуемо завершаются. Динамические планировщики могут гибко приспосабливаться к изменяющейся ситуации и не используют никаких предположений о мультипрограммной смеси; требуют
значительное количество ресурсов

Планирование потоков

в специализированных системах, в которых весь набор одновременно выполняемых

задач определен заранее, например в системах реального времени. Планировщик называется статическим (или предварительным планировщиком), если он принимает решения о планировании не во время работы системы, а заранее (off-line).

Планирование потоков

результате планирования (динамического или статистического) решения, то есть в

переключении процессора с одного потока на другой.

Диспетчеризация потоков

ОС запоминает его контекст. Контекст отражает состояние аппаратуры компьютера

в момент прерывания потока: значение счетчика команд, содержимое регистров общего назначения, режим работы процессора, флаги, маски прерываний и др. Контекст также включает параметры операционной среды, а именно ссылки на открытые файлы, данные о незавершенных операциях ввода-вывода, коды ошибок выполняемых данным потоком системных вызовов и т. д.

контекста текущего потока, который
требуется сменить;
загрузка

контекста нового потока, выбранного в
результате планирования;
запуск нового потока на выполнение.

внимание их состояние.

Выполнение — активное состояние потока,

во время которого поток обладает всеми необходимыми ресурсами и непосредственно выполняется процессором.

Состояния потока

потока, но в этом случае поток заблокирован в связи

с внешним по отношению к нему обстоятельством (имеет все требуемые для него ресурсы, готов выполняться, однако процессор занят выполнением другого потока).

Состояния потока

в котором поток заблокирован по своим внутренним причинам (ждет

осуществления некоторого события, например завершения операции ввода-вывода, получения сообщения от другого потока или освобождения какого-либо необходимого ему ресурса).
Поток не обладает ресурсами и не обрабатывается процессором.

Состояния потока

основаны на том, что активному потоку позволяется выполняться, пока

он сам, по собственной инициативе, не отдаст управление операционной системе для того, чтобы та выбрала из очереди другой готовый к выполнению поток.

Вытесняющие (preemptive) алгоритмы — это такие способы планирования потоков, в которых решение о переключении процессора с выполнения одного потока на выполнение другого потока принимается операционной системой, а не активной задачей.

Прикладная программа, получив управление от операционной системы, сама

определяет момент завершения очередного цикла своего выполнения и только затем передает управление ОС с помощью какого-либо системного вызова.

В основе многих вытесняющих алгоритмов планирования лежит концепция

квантования.

Смена активного потока происходит, если:
поток завершился и покинул систему;
произошла ошибка;
поток перешел в состояние ожидания;
исчерпан квант процессорного времени, отведенный
данному потоку.

квантованием

— это число, характеризующее степень привилегированности потока при использовании

ресурсов вычислительной машины, в частности процессорного времени.

Вытесняющие алгоритмы планирования потоков

поток выполняется до тех пор, пока он сам не

покинет процессор, перейдя в состояние ожидания (или же произойдет ошибка, или поток завершится).

В системах с абсолютными приоритетами выполнение активного потока прерывается кроме указанных выше причин, еще при одном условии: если в очереди готовых потоков появился поток, приоритет которого выше приоритета активного потока. В этом случае прерванный поток переходит в состояние готовности.

Вытесняющие алгоритмы планирования потоков