Математическая модель двуху109ровневого управления ресурсами в операционных системах с закрытыми исходными кодами

• Автор: Луковников, Иван Васильевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 109 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы

Цель работы, объект и предмет исследования.

Методы исследования

Научная новизна

Практическая значимость

Апробация и реализация результатов работы.

Положения, выносимые на защиту

ГЛАВА 1. ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ УПРАВЛЕНИЯ.

1.1. Планировщик задач, основанный на их приоритетах

1.1.1 ii алгоритм
1.1.2. i i i алгоритм.
1.2. Планировщик задач, основанный на долях процессорного времени
1.2.1. i .
1.3. Планировщики, основанные на времени .
1.4. Другие планировщики
1.5. Роль планировщиков. Комбинированные планировщики.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1.
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДВУХУРОВНЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ.
2.1. Постановка задачи
2.2. Математическая модель двухуровневого управления
2.3. Классификация ресурсов.
2.3.1. Возобновляемые ресурсы.
2.3.2. Невозобновляемые и частично возобновляемые ресурсы.
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2.
ГЛАВА 3. МОДЕЛЬ И МЕТОД ДВУХУРОВНЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕСУРСАМИ .
3.1. Построение модели
3.2. Алгоритм планирования в i v
3.3. Экспериментальное подтверждение математической модели
ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Объем оперативной памяти, экономически доступной конечному пользователю, превосходит размеры дисков, стоявших в персональных компьютерах шесть лет назад. В десятки раз выросли и производительность, и объем современных жестких дисков. Для обеспечения надлежащего качества обслуживания возникает необходимость ограничения потребление ресурсов группами процессов. В способах разграничения потребления ресурсов наиболее простым является выставление ограничения на всю группу процессов на так называемом микро-уровне - когда управление выполняется на интервалах, сравнимых по величине с минимальными интервалами изменения регулируемого параметра. Как правило, это делается на уровне ядра операционной системы. Таким образом, достигается эффект, при котором все процессы в группе не могут потребить в сумме больше, чем разрешено. Такой способ является достаточно эффективным, но в ряде случаев не может быть реализован в силу разных причин. Например, для реализации подобного решения может потребоваться вмешательство в ядро операционной системы, что опять-таки в ряде случаев ограниченно как соображениями безопасности, так и некоторыми другими. Примером реализации подобного рода управления ресурсами может послужить технология Virtuozzo. Альтернативным решением является наложение ограничений на группу процессов на так называемом макро-уровне - когда управление выполняется на интервалах, как правило, превосходящих минимальные интервалы изменения управляемого параметра и осуществляется средствами высокого уровня, опираясь на механизмы, предоставляемые нижним уровнем. Примером такого управления может послужить технология Aurema[7], корректирующая поведение стандартного планировщика Windows Server с помощью изменения базового приоритета процессов в системе. Однако в этом случае пики потребления ресурсов между такого рода макро-воздействиями могут существенно снизить точность управления[4]. Алгоритмы и методы двухуровневого управления - это новая область в теории управления ресурсами операционных систем. Существующие математические модели не учитывают особенности алгоритмов управления нижнего уровня, что приводит к существенному ухудшению точности управления. Цель диссертационной работы - разработка математических моделей и методов двухуровневого управления ресурсами в современных операционных системах с закрытыми исходными кодами. Объект исследования - механизмы управления ресурсами в современных операционных системах, используемые для предоставления надлежащего качества обслуживания. Предмет исследования - модель двухуровневого управления ресурсами в современных операционных системах. В ходе научных исследований по разработке математической модели двухуровневого управления ресурсами в современных операционных системах с закрытыми исходными кодами использовались аналитические методы теории массового обслуживания, теории цифровой фильтрации, методы имитационного моделирования, методы теории операционных систем и системного программирования, методы, используемые в современных системах виртуализации. Научная новизна работы заключается в том, что автором предложена математическая модель двухуровневого управления виртуализованными ресурсами вычислительных систем и комплексов при предоставлении различных видов сервиса в современных операционных системах с закрытыми исходными кодами, основанных на формировании виртуальной среды пользователя. В отличие от ранее существовавших моделей виртуализации, разработанная в ходе диссертационного исследования математическая модель более полно учитывает особенности, налагаемые собственными механизмами управления ОС, что позволяет существенно повысить утилизацию ресурсов системы, повысить ее надежность и обеспечить необходимое качество обслуживания. Разработанная математическая модель двухуровневого управления виртуализированными ресурсами современных операционных систем с закрытыми исходными кодами является новым вкладом в развитие теории операционных систем, системного программирования и технологий виртуализации операционных систем.