Математическая модель планирования групп процессов с гарантированным качеством обслуживания

• Автор: Коротаев, Кирилл Сергеевич
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 111 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

ГЛАВА 1. Обзор математических моделей планирования процессов

ГЛАВА 2. Модель РБГСЗ пропорционального распределения процессорного времени

ГЛАВА 3. Математическая модель жесткого ограничения выделяемых процессорных ресурсов

ГЛАВА 4. Модель виртуального процессора

Заключение

Список иллюстраций

Список таблиц

Список использованных источников

Разработанные в ходе исследования методы планирования могут быть также адаптированы для управления потоком сетевых данных и дисковым вводом-выводом в случае нескольких устройств — сетевых каналов или дисков (аналог многопроцессорности). Методы исследования. Для построения основных моделей работы используются теория алгоритмов, методы теории операционных систем и системного программирования, математические методы анализа. Для проведения численных исследований предложенные модели реализованы, как составная часть комплекса программ, и проведены эксперименты с использованием модельных и реальных приложений. Научная новизна. Предложена математическая модель пропорционального планирования групп процессов, позволяющая управлять распределением процессорного времени. Данная модель гарантирует выделение указанной доли времени группе процессов в соответствии с оценками, данными в работе. В дополнение к предыдущей модели, обеспечивающей гарантированную долю процессорного времени, предложена математическая модель и алгоритм, обеспечивающий в рамках этой модели жесткие пределы на потребляемые группой процессов ресурсы. Вместе эти модели позволяют задавать верхний и нижний пределы потребляемых ресурсов. Для внедрения в стандартный планировщик операционной системы указанных моделей планирования разработана и обоснована модель “виртуальных процессоров ”. На основании предложенных математических моделей разработан соответствующий комплекс программ. Проведены численные эксперименты с его использованием. Проведено сравнение различных планировщиков задач; продемонстрированы особенности многопроцессорных систем с точки зрения планирования процессорных ресурсов. Содержание и структура диссертации. Данная диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы. Для удобства чтения работа снабжена оглавлением с указанием страниц в начале работы и списками таблиц и иллюстраций в конце. Первая глава посвящена обзорному описанию известных моделей планирования процессов. Описывается современное состояние проблемы и перечисляются характерные черты различных моделей. Важным здесь является описание и анализ требуемых свойств, предъявляемых к современным системам и тому, насколько существующие работы отвечают этим требованиям. Во второй главе вводится определение пропорционального планирования, рассматривается математическая модель пропорционального планировщика групп процессов, позволяющая управлять распределением процессорного времени между группами процессов. В модели делается упор на обязательную корректную работу на многопроцессорных системах и учет особенностей планирования групп процессов. Дается анализ свойств модели и доказательство ее пропорциональности в соответствие с определением. Приводится описание алгоритма на базе модели, анализ сложности данного алгоритма. В конце приводятся результаты численных экспериментов для различных конфигураций и сравнение этих данных с другими моделями планирования. Третья глава описывает математическую модель жестких пределов на потребляемые ресурсы. Вводится “кредитная” модель потребления ресурсов, указываются ее свойства и оценки задержек, возникающих в системе. Приводится доказательство корректности модели для многопроцессорных систем. В заключении указаны основные результаты и выводы диссертации. Глава кратко излагает существующие подходы к планированию процессов и групп процессов и описывает известные современные подходы. В начале главы вводятся употребляемые в работе термины, дается описание и анализ требуемых свойств, предъявляемых к современным системам, причины этих требований и того, насколько существующие работы отвечают этим требованиям. В конце приводится общее сравнений всех моделей. Данный обзор не затрагивает модели, реализованные в закрытых программных продуктах, таких как VMware [) и Microsoft Virtual PC [], т. В данной работе применяются термины и сокращения, употребляемые в англоязычной литературе, которые либо еще не до конца устоялись в русскоязычной литературе, либо введены автором в силу отсутствия русскоязычного аналога. Поэтому в данном разделе кратко приводится эти термины и их значение применительно к данной работе.