загрузка...
загрузка...
На головну

Лекція 6. Поняття ресурсу в ОС

  1. D. Модальність суджень, або судження, соотносящие поняття з наявним буттям
  2. I. НАУКОВЕ ПОНЯТТЯ ФАБРИКИ
  3. I.2.1) Поняття права.
  4. II. Позови 1. Поняття і види позовів
  5. II. ПОНЯТТЯ
  6. II. Поняття частоти випадкової події. Статистичне визначення ймовірності.
  7. II.5.1) Поняття і система магістратур.

план:

1. Поняття ресурсу в ОС.

2. Класифікація ресурсів за ознаками.

3. Опис клас ресурсів.

У загальному випадку, всякий споживаний об'єкт (незалежно від форми його існування), що володіє деякою практичною цінністю для споживача, є ресурсом. Ресурси по запасу виділяються одиниць ресурсу бувають вичерпні і невичерпні. Вичерпність ресурсу, як правило, призводить до життєвих конфліктів в середовищі споживачів. Для регулювання конфліктів ресурси повинні розподілятися між споживачами з якихось правил, найбільшою мірою їх задовольняє. Загальну класифікацію ресурсів можна представити у вигляді:

- По реальності існування: фізичний і віртуальний;

- По можливості розширення властивостей: еластичний і жорсткий

- За ступенем активності: активний і пасивний

- За часом існування: постійний, тимчасовий

- За ступенем важливості: головний і другорядний

- За структурою: простий, складовою;

- По восстанавливаемости: відтворений, споживаний

- За формою реалізації: м'який, твердий

- По функціональної надмірності: дорогий, дешевий.

- За характером використання: паралельно використовується, послідовно використовується;

Під фізичним розуміють ресурс, який реально існує і при розподілі його між користувачами володіє 1 та притаманними йому фізичними характеристиками. Віртуальний ресурс - це деяка модель фізичного ресурсу. Віртуальний ресурс не існує в тому вигляді, в якому він проявляє себе користувачеві. Як модель віртуальний ресурс реалізується в деякій програмно-апаратної формі. У цьому сенсі віртуальний ресурс існує. Однак віртуальний ресурс може надати користувачеві при роботі з ним не тільки частина тих властивостей, які притаманні об'єкту моделювання, тобто фізичній ресурсу, а й властивості, які йому не властиві.

Ознака "можливість розширення властивостей" характеризує ресурс з точки зору можливості побудови на його основі деякого віртуального ресурсу. Фізичний ресурс, який допускає "віртуалізацію", тобто відтворення і (або) розширення своїх властивостей, називають еластичним. Жорстким називається фізичний ресурс, який за своїми внутрішніми властивостями не допускає віртуалізацію.

При використанні активного ресурсу він здатний виконувати дії по відношенню до інших ресурсів (або навіть відносно самого себе) або процесам, які в загальному випадку призводять до зміни останніх. Пасивний ресурс не має такої властивості. Над таким об'єктом проводити допустимі для нього дії, які можуть привести до зміни його стану, тобто до зміни внутрішніх чи зовнішніх характеристик. ЦП - активний ресурс, область пам'яті, що виділяється на вимогу - пасивний ресурс.

Різниця ресурсів за ознакою "час існування" обумовлено динамікою ресурсів щодо процесів, які використовують їх. Якщо ресурс існує в системі до моменту породження процесу і доступний для використання на всіх проведенні інтервалу існування процесу, то такий ресурс є постійним для даного процесу. Тимчасовий ресурс може з'являтися або знищуватися в системі динамічно протягом часу існування даного процесу. Причому створення і знищення може проводитися як самим процесом, так і іншими процесами - системними або призначеними для користувача. Очевидно, що ресурси поділяються за певними правилами системної взаємопов'язаних процесів. Тому ресурси, які є постійними для одних процесів, можуть бути тимчасовими для інших, і навпаки.

Необхідність відмінності ресурсів за ознакою "ступінь важливості" обумовлена ??двома причинами: забезпечення належної працездатності і збільшення гнучкості управління процесами і розподілом ресурсів. Для цього розрізняють головні і другорядні ресурси. Ресурс є головним по відношенню до конкретного процесу, якщо без його виділення процес принципово не може розвиватися. До таких ресурсів належать насамперед ЦП і ОП. Ресурси, які допускають деяку альтернативу розвитку процесу, якщо вони не будуть виділені, називаються другорядними. (Наприклад МЛ, МД).

Поділ ресурсів на дорогі й дешеві пов'язано з реалізацією принципу функціональної надмірності при розподілі ресурсів. Перед користувачем стоїть завдання вибору - отримати швидко необхідний ресурс і дорого заплатити за таку послугу, або почекати виділення необхідного ресурсу і після його використання заплатити дешевше. При наявності в системі альтернативних ресурсів вводяться і різні ціни за їх використання.

Структурний ознака встановлює наявність або відсутність у ресурсу якоїсь структури. Ресурс є простим, якщо не містить складових елементів і розглядається при розподілі як єдине ціле. Складовою ресурс характеризується деякою структурою. Він містить в своєму складі ряд однотипних елементів, що володіють з точки зору користувачів, однаковими характеристиками. Процесам-користувачам байдуже, який або які з елементів серед інших з складеного ресурсу будуть виділятися їм при задоволенні їх запитів на ресурс. Простий і складовою ресурси відрізняються числом станів. Простий ресурс може бути або "зайнятий", під час його підсвічування для користування будь-яким процесу, або "вільний". Складовою ресурс знаходиться в стані "вільний", якщо жоден з його складових елементів не розподілений для використання. Якщо ж все елементи такого ресурсу виділені для використання, то він знаходиться в стані "зайнятий". Якщо частина елементів ресурсу розподілена, а решта (відомо які) немає, то ресурс "частково зайнятий".

При побудові механізмів розподілу ресурсів на основі використання тієї чи іншої дисципліни особливо важливо враховувати характер використання розподілених ресурсів. За цією ознакою враховується і сутність ресурсу, можливість в зв'язку з цим восстанавливаемости ресурсу в системі після його використання. По можливості восстанавливаемости ресурси поділяються на відтворювані і споживані. Передбачаються, що стосовно кожного ресурсу процес-користувач виконує три типи дій: ЗАПИТ, ВИКОРИСТАННЯ, ЗВІЛЬНЕННЯ. Якщо при розподілі системою ресурсу допускається багаторазове виконання дій в послідовності запит-використання-звільнення, то такий ресурс називають відтвореним. Після повернення він доступний для використання його іншим процесом. Тому, якщо не враховувати вид змін ресурсу при кожному разовому використанні, можна вважати час життя ресурсу нескінченно великою або досить великим, поки він не втратить своїх функціональних властивостей. Відносно певної категорії ресурсів є правомочним використання дій в наступному порядку: звільнення-запит-використання, після чого ресурс, який в даному випадку називають споживна, вилучається зі сфери споживання (наприклад, ставлення виробник-споживач).

Термін життя споживаного ресурсу, який визначається періодом між виконанням дій звільнення і використання, кінцевий. Відносно процесу виробника і процесу-споживача споживані ресурси поводяться як тимчасові.

Природа ресурсу і (або) використовується правило розподілу ресурсу обумовлені паралельної або послідовної схемою використання розподіляється між кількома процесами ресурсу. Послідовна схема передбачає, що стосовно деякого ресурсу, який називають послідовно-використовуваним, допустимо строго послідовне в часі виконання ланцюжків дій "запит-дія-звільнення" кожним процесом-споживачем цього ресурсу я паралельних процесів такі ланцюжки дій є критичними областями і повинні бути встановлені таким чином , щоб задовольняти правилу взаємного виключення, визначеному раніше. Тому послідовно використовуваний ресурс, що розділяється декількома паралельними процесами, частіше називають критичним ресурсом. Паралельна схема припускає паралельне, тобто одночасне, використання одного ресурсу, який тому називають паралельно використовуваним більш ніж одним процесом. Таке використання не повинно вносити будь-яких помилок в логіку розвитку кожних з процесів (масив в пам'яті для читання).

За формою реалізації розрізняють "тверді" і "м'які" ресурси. Під "твердими" розуміють апаратні компоненти машини, а також людські ресурси. Всі інші види ресурсів відносяться до розряду "м'яких". Істотно різним для твердих і м'яких ресурсів крім складності і вартості є їх схильність збійних або відмовляється ситуацій і подальше відновлення працездатності. На відміну від "твердих" "м'які" ресурси не можуть стати непрацездатними через усталостного відмови. У класі "м'яких" ресурсів виділяють два типи: програмні і інформаційні. Якщо "м'який" ресурс допускає копіювання і ефект від використання ресурсу-оригіналу і ресурсу-копії ідентичний, то такий ресурс називають програмним м'яким ресурсом. В іншому випадку його слід віднести до інформаційного типу (це програми, файли, масиви і т.п.). "М'які" інформаційні ресурси або принципово не допускають копіювання, або допускають копіювання, але воно є функцією часу. Це різного виду споживані ресурси: повідомлення, сигнали переривання, запити до ОС на різного виду послуги, сигнали синхронізації. Такі повідомлення і сигнали інформаційно значимі (доступні і цінні, як ресурс) тільки протягом деякого кінцевого інтервалу часу. Наприклад, якщо в деяку комірку пам'яті записується періодично деякі повідомлення, то можливо копіювання конкретного надійшло повідомлення від моменту запису його в цей осередок до моменту надходження туди нового повідомлення. Подальше копіювання вже дає інший результат від використання обраного повідомлення.

У термінах ОС поняття ресурс зазвичай використовується по відношенню до повторно використовуваних, відносно стабільним і часто відсутньою об'єктах, які можуть запитуватися, використовуватися і звільнятися. Ресурси бувають колективні, коли кілька процесів використовує їх одночасно (в один і той же момент часу) або паралельно (використовуючи ресурс поперемінно протягом деякого інтервалу часу), і неподільними, коли ресурс може використовуватися тільки одним процесом.

При розробці перших ОС ресурсами вважалися процесорний час, пам'ять, канали ВВ і периферійні пристрої. Пізніше поняття ресурсу стало більш універсальним і загальним. До них стали ставитися і різного роду програмні та інформаційні ресурси, які з точки зору системи, також можуть бути об'єктами, які можливо розподіляти і управляти доступом. Поняття ресурсу перетворилося на абстрактну структуру з рядом атрибутів, що характеризують способи доступу до неї і її фізичне представлення в системі. Крім системних ресурсів, в це поняття стали включатися і такі об'єкти межпроцессного обміну, як повідомлення і синхросигнали.

Одним з основних видів ресурсів є процесор. При цьому власне процесор як ресурс виступає лише для багатопроцесорних систем, в одно ж системах ресурсом є процесорний час. Його поділ проводиться за паралельною схемою. Методи поділу цього ресурсу будуть розглянуті пізніше.

Наступний вид ресурсів - пам'ять. Вона може бути розділена і одночасним способом (у пам'яті одночасно знаходяться декілька процесів) і паралельним (пам'ять надається процесам по черзі). Проблема ефективного розподілу оперативної пам'яті між процесами є однією з найактуальніших. У загальному випадку, власне пам'ять і доступ до неї є різними ресурсами. Кожен з них може бути надано незалежно один від одного, але для повної роботи з пам'яттю необхідні обидва з них. Так, наприклад, зовнішня пам'ять може розділятися одночасно, а доступ до неї - поперемінно.

Зовнішні пристрої є ще одним видом ресурсів. При наявності механізмів прямого доступу вони можуть розділятися одночасно. Якщо ж пристрій має тільки послідовний доступ, то воно не є ресурсом, наприклад, принтер, накопичувач на магнітній стрічці.

Програмні модулі так само є одним з ресурсів. Лише один раз використовувані модулі можуть бути правильно виконані тільки один раз, в процесі роботи вони можуть або зіпсувати свій код, або вихідні дані. Такі модулі є неподільним ресурсом. Повторно використовувані модулі можуть бути непривілейованими, привілейованими, реєнтерабельним і повторно входимо.

Дані виступають в якості інформаційних ресурсів. Це або змінні в ОЗУ, або файли. У разі використання даних тільки для читання, вони легко розділяються. У разі ж дозволу процесам зміни цього виду ресурсу, то проблема його поділу значно ускладнюється.

Ресурси поділяються на вивантажують і невивантажуваного. Вивантажуваний ресурс можна безболісно забирати у власникові процесу, наприклад, пам'ять. Невивантажуваного ресурс не можна забрати від власника, не знищивши результати обчислень. Наприклад, не можна перервати запис компакт-диска.

Контрольні питання:

1. Дайте визначення ресурсів і перерахуйте основні ресурси.

2. За якими ознаками проводиться класифікація ресурсів.

3. Які об'єкти вважаються ресурсами щодо перших ОС і сучасних ОС.

4. Які ресурси мають структуру?

5. Що ви розумієте під виртуализацией ресурсів.

6. Які види ресурсів ви знаєте?





Лампові машини. Операційних систем немає | Другий період (1955 р.-початок 60-х). Комп'ютери на основі транзисторів. Пакетні операційні системи | Третій період (початок 60-х - 1980 г.). Комп'ютери на основі інтегральних мікросхем. Перші багатозадачні ОС | Четвертий період (з 1980 року по теперішній час). Персональні комп'ютери. Класичні, мережеві і розподілені системи | Лекція 4. Поняття операційної системи. 4 години. | Інші класи ОС. | монолітні системи | багаторівневі системи | стану процесу | набір операцій |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати