Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Учебное пособие 6004.doc
Скачиваний:
21
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
1.29 Mб
Скачать

3.7.8.Восстановление после ошибок

Одним из самых важных достоинств мультипроцессорных операционных систем является их способность противостоять аппаратным ошибкам, возникающим в отдельных процессорах, и обеспечивать сохранение работоспособности комплекса. Эти возможности создаются преимущественно благодаря тщательно продуманным программным средствам. Для восстановления работоспособности системы при ошибках применяются различные приемы, в частности:

- Критические данные для системы и для различных процессов должны иметь несколько копий (резервное копирование). Эти копия должны размещаться в отдельных модулях памяти, с тем чтобы отказы индивидуальных компонент не приводили к полному разрушению этих данных.

- Операционная система должна проектироваться таким образом, чтобы она могла эффективно управлять максимальной конфигурацией аппаратных средств, а также и сокращенными конфигурациями в случае отказов.

- В систему следует включать средства обнаружения и исправления аппаратных ошибок, с тем чтобы можно было осуществлять достаточно жесткий контроль, но не мешая эффективной работе системы.

- Незагруженные процессорные ресурсы следует пытаться использовать для обнаружения потенциальных ошибок еще до того, как они возникнут.

- Операционная система должна обеспечивать передачу процесса, выполнявшегося на вышедшем из строя процессоре, на работоспособный процессор.

3.7.9.Перспективы мультипроцессорных систем

Практически все говорит за то, что в будущем применение мультипроцессорных систем и комплексов значительно расширится. Существует много причин для столь оптимистического прогноза.

- Надежность вычислительных машин и комплексов становится все более важным фактором.

- Благодаря достижениям микроэлектроники стоимость процессоров быстро снижается.

- Предполагается значительно более широкое использование языков, которые позволят программистам явно указывать параллелизм.

- Интенсивно развиваются методы автоматического обнаружения параллелизма.

- Однопроцессорные вычислительные машины сейчас приближаются к пределам своих возможностей.

Различные исследования тенденций развития архитектур вычислительных машин указывают на необходимость создания систем, в которых при построении иерархии процессоров сочетаются как симметричные, так и несимметричные связи. Такие системы стали называть полипроцессорами. Независимо от того, какая архитектура будет доминировать в будущих мультипроцессорных вычислительных комплексах очевидно, что она будет существенным образом влиять на операционные системы будущего.

4.Управление внешней памятью и файловые системы

Обеспечение эффективного использования дисковой памяти является важной задачей современной ОС. Доступ к диску для выполнения операций ввода-вывода включает три существенных элемента: поиск цилиндра, поиск записи и передачу записи. Таким образом, время ожидания складывается из:

Tожидания = Tпоиска_цилиндра + Tпоиска_записи + Tпередачи .

Время поиска цилиндра имеет обычно наибольшую длительность, поскольку это связано с механическим перемещением устройства позиционирования головок считывания-записи. Время поиска записи существенно меньше, т.к. зависит от скорости вращения дискового пакета. Высокую скорость вращения обеспечить легче, нежели быстрый прецизионный линейный подвод механизма. По сравнению с первыми двумя слагаемыми время передачи записи можно не учитывать. Большинство методов оптимизации доступа к дисковым накопителям направлены на то, чтобы свести к минимуму как количество, так и длительность поисков цилиндров.

Упорядочение очереди ожидающих запросов с целью минимизации поисков цилиндра называется планированием работы с дисковой памятью. Принцип FIFO не рассматривается как стратегия планирования, т.к. не ведет к минимуму.

Стратегии планирования

- SSTF (с наименьшим временем поиска - первым): следующим выбирается запрос, для которого необходимо минимальное перемещение каретки.

- SCAN (сканирование): каретка движется туда и обратно, обслуживая все запросы, встречающиеся по пути. Направление меняется, если в текущем направлении больше нет запросов.

- C-SCAN (циклическое сканирование): каретка движется снаружи внутрь. Если впереди нет запросов, она скачком возвращается к внешней дорожке.

- N-Step SCAN (N-шаговое сканирование): то же, что и в SCAN, но на каждом проходе обслуживаются только те запросы, которые существуют в момент начала прохода. Запросы, поступающие во время прохода, группируются и упорядочиваются для оптимального обслуживания на обратном ходу - схема Эшенбаха: каретка движется как в C-SCAN. При обслуживании каждого цилиндра осуществляется доступ точно к одной полной дорожке. Предусматривается переупорядочивание запросов для обслуживания в рамках одного цилиндра с учетом углового положения запроса, однако, если два запроса относятся к перекрывающимся секторам одного цилиндра, то обслуживается только один при текущем ходе каретки, т.е. учитывается время поиска записи на дорожке.

Все стратегии преследуют достижение следующих целей:

- максимизация пропускной способности;

- минимизация времени ответа;

- минимизация дисперсии времени ответа.

В условиях больших нагрузок вероятность нескольких одновременных обращений к конкретному цилиндру возрастает, так что становится целесообразным осуществлять оптимизацию не только по поиску цилиндра, но и по времени ожидания записи.

Существует стратегия SLTF (с наименьшим временем ожидания - первым). Также стратегия SCAN c оптимизацией времени ожидания записи является очень эффективной.

Планирование работы с дисковой памятью осуществляется тогда, когда дисковая память является критическим ресурсом, при повышении уровня мультипрограммирования.