Занятие 2.2. Свопинг процессов

Цель занятия: освоить основы организации свопинга процессов, оценить эффективность применения свопинга процессов

Краткое изложение теоретического материала

Методы свопинга (замещения) широко используются в управлении ОП современных ОС. Подвергаться свопингу (вытесняться) могут как процессы целиком, так и отдельные участки памяти процессов. Современные ОС применяют свопинг страниц и сегментов процессов, предыдущие поколения ОС замещали процессы целиком, либо организовывали специальный набор замещаемых участков (оверлеи) внутри процесса.

Изучим наиболее простую разновидность: свопинг процессов при управлении памятью динамическими разделами. Во время длительной операции ввода/вывода на медленном устройстве процессор может выполнить несколько других процессов, но оперативная память занята. Аналогичная ситуация возникает при появлении нового процесса с абсолютным приоритетом. Хотя процесс может захватить процессор, ему недостаточно места в оперативной памяти.

Предложено простое решение: находится процесс с наименьшим приоритетом среди загруженных в ОП; участок памяти процесса целиком копируется на быстрое внешнее устройство (магнитный диск) и освобождается; высокоприоритетный процесс загружается в память и исполняется. При создании благоприятных условий (соотношение приоритетов) вытесненный процесс возвращается в ОП и продолжает выполнение:

Свопинг неизбежно связан с накладными расходами на выполнение операций выгрузки и загрузки процессов, но в ОС РВ такие накладные расходы оправданы. Кроме того, в диалоговой или пакетной ОС свопинг может повышать общую эффективность работы ВС. В особенности в сочетании с динамическими приоритетами, когда вытесняется «плохой» процесс с уровнем приоритета, ставшим ниже некоторой границы, а во время пребывания в вытесненном состоянии приоритет процесса постепенно повышается ОС.

Отметим, что для обеспечения свопинга на время выполнения длительной операции ввода/вывода (принтер, магнитная лента) требуется организация буферов в памяти ОС для промежуточного хранения данных процесса.

Задание

Выполнить ручную трассировку работы средств свопинга процессов. Заполнить трассировочную таблицу.

Характеристики ОС: свопинг процессов, динамические разделы, мультипрограммирование, приоритетная дисциплина

Порядок выполнения

1. Выполнить ручную трассировку работы средств управления ОП и свопинга.

2. Заполнить трассировочные таблицы:

а) без учета времени загрузки/выгрузки;

б) указать корректировки при учёте времени загруз­ки/выгрузки.

3. Выполнить анализ накладных расходов на свопинг процессов.

4. Сформулировать преимущества и недостатки свопинга процессов.

Пример выполнения

Размер ОП - 70.

Время загрузки/выгрузки процесса - 10. Характеристики выполняемых процессов

Пример заполнения трассировочной таблицы

Варианты заданий - Приложение 1.5.

Контрольные вопросы

1. В чём заключается свопинг процессов?

2. Для чего применяют свопинг процессов?

3. В каких случаях процесс вытесняется во внешнюю память?

4. Как влияет свопинг на производительность ВС?