SU1180890A1 - Устройство дл вы влени тупиковых ситуаций при обслуживании запросов на ресурсы вычислительной системы - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯТУЛИКОВЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЗАПРОСОВ НА РЕСУРСЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее регистр пам ти , выходной элемент ИЛИ и М блоков оценки ситуации (М - число обслуживаемых процессов), каждьй из которых содержит первый и второй регистры , элемент И, элемент ИЛИ, п ть групп элементов ИЛИ и две группы элементов И, перва  группа элементов И и перва  группа элементов ИЛИ i -го блока оценки ситуации ( 1 1, ..., М) состо т из 6j подгрупп ( -. число альтернативных сочетаний ресурсов, требующихс  i-му процессу по п элементов в каждой подгруппе ( 1 - число распредел емых ресурсов), выходы четных разр дов первого регистра соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы J-X элементов И всех подгрупп первой группы ( 1,Л ) соединены с выходом j -го элементу ИЛИ второй группы , выходы элементов и К-й подгруппы первой группы (К 1,6,- ) подключены соответственно к входам К-го элемента ИЛИ третьей группы, разр дные выходы второго регистра подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, первые входы элементов ИЛИ всех блоков оценки ситуации объединены и  вл ютс  установочным входом устройства , выходы элементов И всех блоков оценки ситуации подключены соответственно к входам выходного элемента ИЛИ, выход i -го элемента И второй группы соединен с первыми входами « -X элементов ИЛИ четвертой и п той групп, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей (Л за счет вы влени  тупиковьгх ситуаций при альтернативном запросе ресурсов коллективного и индивидуального пользовани , j -и выход регистра пам ти соединен с первым входом j-ro элемента ИЛИ каждой подгруппы первой группы в каждом блоке оценки эо ситуации и  вл етс  j -м информационО ЭО ным выходом устройства, а в каждом блоке оценки ситуации выходы нечет;о ных разр дов первого регистра подключены соответственно к вторым входам элементов ИЛИ первой группы,, выходы которых соединены соответственно с третьими входами элементов И первой группы, выходы элементов ИЛИ третьей группы подключены соответственно к входам элемента И, выход которого соединен с вторым :входом элемента ИЛИ, выход j -го элемента ИЛИ п той группы j -го блока оценки ситуации ( j 1, M-l-) соад1 ен с первым входом j -го элемента ШШ второй грУппы и вторым

Description

входом -го элемента ИЛИ п той группы ( + 1)-го блока оценки ситуации , -а выход j -го элемента ИЛИ четвертой группы ( -го блока ( Ч 2, М) оценки ситуации подключен

к второму входу J- го элемента ИЛИ четвертой группы и второму входу j-го элемента ИЛИ второй группы (( 1)-го блока оценки ситуа- ции.

1

Изобретение относитс  к- вычислительной техникеи может быть использовано в системах обработки информации в составе цифровых вычилительных машин в части централизованного управлени  вычислительной системой, рассматриваемой в качестве системы массового обслуживани .

Цалыр изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей устройства за счет вы влени  тупиковых ситуаций при альтернативном запросе ресурсов коллективного и индивидуального использовани .

На фиг. 1 приведена схема устройства J на фиг. 2 - схема блока оценки ситуации.

Устройство содержит регистр 1 пам ти, М блоков 2 оценки ситуации выходной элемент РШИ 3 и управл ющий вход 4.

Блок 2 оценки ситуации содержит первую группу элементов И 5, третью группу элементов ИЛИ 6, четвертую 7, вторую 8 и п тую 9 группы элементов ИЛИ, в.торую группу элементов И 10, элемент И 11, элемент ИЛИ 12, второй регистр 13, первую группу элементов ИЛИ 14, первый р егистр 15, вход 16 и выход 17, выходы 18 элементов ИЛИ 7 и выходы 19 элементов ИЛИ 9. Число разр дов регистра 13 и число элементовИЛИ в группах 7-9 равно п.

Группа элементов И 5 и группа элементов ИЛИ 14 имеют j подгрупп по п элементов в каждой подгруп .пе. Число разр дов регистра 15 равно 2п 2;. Число обслуживаемых процессов М, число ресурсов п, число альтернативных сочетаний ресурсов дл  i-ro процесса Ё;, пределы изменени  переменных: i 1 , М, j 1, п, К 1, г.

Схема устройства на фиг. 1 и 2

соответствует случаю М, п 4,

р. 9

.1

Устройство работает следующим образом.

Первоначально в регистры записываетс  следзпоща  информаци  о состо нии вычислительной системьь В

регистре 1 j-й разр д указывает, в какой форме пользовани  j-й ресурс находитс  в насто щий момент: 1 - единолична , О - коллективна . В i - М блоке 2 в регистре

15 единица в 2(j + (К-1)п)-м разр де указывает, что i-й процесс в будущем может потребовать себе j-и ресурс в составе К-го альтернативного сочетани  ресурсов в дополнение к тем ресурсам, которые

у него уже есть, а в (2 (j+ (К-1)п)-1 )-м разр де указьгоаетс  требуема  i-M процессом форма пользовани  J-.M ресурсом в составе К-го

альтернативного сочетани  ресурсов: 1 - единолична , О - коллективна . В регистре 1.3 единица в J7M разр де указьшает, что j-й ресурс принадлежит i-му процессу. Выходы 18 и 19 предна значены дл  того, чтобы по мере увеличени  количества обслуживаемых процессов увеличивать количество блоков 2, путем их последовательного соединени . На управл кщем входе 4 установлен

.уровень 1, которьй через элементы ИЛИ 12 открьшает в.се элементы И 10. Последовательное соединение J-X элементов ИЛИ 7 каждого блока 2 обеспечивает логическое суммирование сигналов принадлежности

j-ro ресурса процессам, снимаемых через j-e элементы И 10 каждого блока 2 с J-X разр дных выходов регистров 13. На J -м выходе элементов 7 при этом про вл етс  сиг3 нал зан тости j -го ресурса: 1 зан т , О - свободен. Такие же сигналы формир тотс  на вькодах элементов Ш1И 9. Дл  процесса, обслуживаемого в данньй момент, на основе анализа сигналов на выходах регистра 1 и элементов ИЛИ 7 и 9 программным путем производитс  перва  проверка возможности удовлетворени  запроса на ресурсы пока без учета возможных тупиковых ситуаций: ресурс может быть вьвдан процессу в случа х, когда ресурс свободен или когда процесс требует себе ресурс, используемый в данный момент коллек тивно, также в коллективное пользование . Если 1 -и процесс, использующийс  J -м ресурсом коллективно хочет изменить форму пользовани  на единоличнзпо, то проверка зан тости ресурса производитс  без учета принадлежности j-ro ресурса i-му процессу, т.е. при временно обнуленном j -м разр де i -го регистра 13. Если процесс не получил отказ ,на его запрос при первой проверке, то производитс  втора  проверка, теперь уже с учетом предотвращени  тупиковых ситуаций. Дл  этого в ре гистрах 1, 15, 13 информаци  обновл етс  так, как ecfra бы обслуживаемьй в данньй момент процесс получил по его запросу все требуемые ресурсы в необходимой форме пользовани . После этого производитс  обнуление управл ющего входа 4, которое порождает моделирование последовательности состо ний ВЫЧИС-. лительной системы в вцце переходного процесса переключени  логических элементов, заканчивающегос  устойчивым состо нием устройства. При этом на выходе выходного элемен та ИЛИ 3 по вл етс  сигнал, характеризующий анализируемое состо ние вычислительной системы: 1 означает опасность возникновени  тупиковой ситуации, О - отсутствие опасности. Дл  обслуживаемого в данный момент процесса это означает соответственно запрет и разрешение вьвдать ему ресурсы по его запросу. Рассмотренньй цикл работы устройства относитс  только к одному из альтернативньк сочетаний ресурсов в запросе обслуживаемого в данный момент процесса. Этот цикл 04 повтор етс  и дл  других сочетаний в пор дке их предпочтительности. Рассмотрим моделирование последовательности состо ний вычислительной системы более подробно. При наличии единицы на входе 4, открьшающей элементы И 10, сигнал с j -го разр дного выхода регистра 13 1 -го блока 2 передаетс  через элемент ИЛИ 7 на первые входы j -х элементов ИЛИ 8 предшествующих блоков 2 и через элементы ИЛИ 9 на вторые входы j -х элементов ИЛИ 8 последукицих блоков 2. Этот сигнал не вли ет на входы j -го элемента ИЛИ 8 своего блока 2, который , следовательно, имеет на своем входе сигнал принадлежности J-го ресурса всем процессам, кроме i-го процесса: 1 означает, что ресуре принадлежит хот  бы одному из всех процессов, кроме -го процесса , О означает, что этот ресурс свободен или принадлежит i -му процессу . С помощью j -го элемента ИЛИ 14 К-й подгруппы i -го блока 2 производитс  проверка конкуренции 1-го процесса с другими процессами в части формы пользовани  I -ым ресурсом при формировании К-го альтернативного сочетани  ресурсов, которое 1-й процесс может запросить в дальнейшем в дополнение к имеющимс  у него ресурсам: на выходе этого элемента О означает, что если 1-й процесс пожелает воспользоватьс  j -м ресурсом в К-м альтернативном сочетании ресурсов то только присоединившись к коллективу пользователей j -м ресурсом; 1 соответствует остальным сочетани м имеющейс  и желаемой форм пользовани  этим ресурсом (коллективна  единолична , единолична  - единолична , единолична  - коллективна ), которые  вл ютс  конкуретными. На выходе j -го элемента И 5 К-й подгруппы i-го блока 2 по вл етс  уровень О в трех случа х отсутстви  конкуренции: когда j -и ресурс свободен кли принадлежит только 1 -му процессу, когда i -и процесс не будет запрашивать j -и ресурс в составе К-го альтернативного сочетани  ресурсов или когда он будет запрашивать этот ресурс, используемьй BJ данньй момент коллективно, также-в коллективное пользованиеJ

уровень l соответствует следующим случа м конкуренции: когда i -и процесс в К-м альтернативном сочетании ресурсовбудет требовать себе в единоличное пользование j -и ресурс , зан тый в насто щий момент другими процессами в любой форме пользовани , или когда i -и процесс в этом же сочетании будет требовать коллективную форму пользовани  j м ресурсом, наход щимс  в данный момент в единоличном пользовании у одного из других процессов При этом К-й элемент ИЛИ 6 i -и группы провер ет наличие конкуренции i -го процесса с другими процессами в отношении хот  бы одного из ресурсов , требуемьк в К-м альтернативном сочетании ресурсов, а элемент И 11 1 -го блока 2 провер ет наличие таких конкуренции во всех альтернативных сочетани х ресурсов дл  i -го процесса. Иначе говор , уровень 1 сигнала на выходе элемента И 11 1 -го блока .2 означает, что свободных ресурсов или ресурсов , используемых коллективно, недостаточно, чтобы сформировать хот  бы одно из альтернативных сочетаний ресурсов, которые могут потребоватьс  i -му процессу уровень О этого сигнала означает возможность формировани  хот  бы одного такого набора дл  i -го процесса и, следовательно, возможность его завершени . После обнулени  входа 4 зтот сигнал через элемент ИЛИ 12 1 -го блока 2 передаетс  на входы элемента И 10 i -го блока 2. Если i -и процесс имеет возможность

получить все дополнительно требуемые ему ресурсы хот  бы в одном из альтернативных сочетаний, то уровень О этого сигнала закрьшает элементы И 10 i -го блока 2, как если бы в регистре 13 i -го блока 2 были записаны все нули. Тем самым моделируетс  завершение i -го

процесса и освобождение всех принадрежащих ейу ресурсов единоличного пользовани  и прекращение его участи  в коллективном пользовании ресурсами . Состав свободных ресурсов,

пополн  сь освобождаемыми ресурсами , может оказатьс  достаточным дл  завершени  других процессов и т.д. Если имеетс  хот  бы один вариант очередности завершени  процессов , то выходной элемент ИЛИ 3 обнаруживает наличие уровней О на выходах всех элементов И 11. И наоборот, тупикова  ситуаци  про вл етс  в том, что дл  некоторых

процессов завершение оказываетс  невозможным, и элемент -ИЛИ 3 обнаруживает уровни 1 на выходах элементов И 11, соответствующих этим процессам.

Моделирование последовательности состо ний вычислительной системы (последовательности завершени  Процессов и освобождени  принадлежащих им ресурсов) происз одит как асинхронньй переходньй процесс прохождени  логических сигналов по цепи логических элементов. Следовательно , предлагаемое устройство по

быстродействию не уступает известному .

(О

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯТУПИКОВЫХ СИТУАЦИЙ ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ЗАПРОСОВ НА РЕСУРСЫ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, содержащее регистр памяти, выходной элемент ИЛИ и М блоков оценки ситуации (М - число обслуживаемых процессов), каждый из которых содержит первый и второй регистры, элемент И, элемент ИЛИ, пять групп элементов ИЛИ и две группы элементов И, первая группа элементов И и первая группа элементов ИЛИ 1 -го блока оценки ситуации (i=1, ..., М) состоят из С; подгрупп ( !?; - число альтернативных сочетаний ресурсов, требующихся ΐ-му процессу^по п элементов в каждой подгруппе (И - число распределяемых ресурсов), выходы четных разрядов первого регистра соединены соответственно с первыми входами элементов И первой группы, вторые входы J-x элементов И всех подгрупп первой группы (J = 1,H ) соединены с выходом j -го элементу ИЛИ второй группы, выходы элементов и К-й подгруппы первой группы (К = 1,8;) подключены соответственно к входам К-го элемента ИЛИ третьей группы, разрядные выходы второго регистра подключены соответственно к первым входам элементов И второй группы, вторые входы которых объединены и подключены к выходу элемента ИЛИ, первые входы элементов ИЛИ всех блоков оценки ситуации объединены и являются установочным входом устройства, выходы элементов И всех блоков оценки ситуации подключены соответственно к входам выходного элемента ИЛИ, выход j -го элемента И второй группы соединен с первыми входами j -х элементов ИЛИ четвертой и пятой групп, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет выявления тупиковых ситуаций при альтернативном запросе ресурсов коллективного и индивидуального пользования, j -й выход регистра памяти соединен с первым входом j-ro элемента ИЛИ каждой подгруппы первой группы в каждом блоке оценки ситуации и является j -м информационным выходом устройства, а в каждом блоке оценки ситуации выходы нечетных разрядов первого регистра подключены соответственно к вторым входам элементов ИЛИ первой группы,, выходы которых соединены соответственно с третьими входами элементов И первой группы, выходы элементов ИЛИ третьей группы подключены соответственно к входам элемента И, выход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ, выход j -го элемента ИЛИ пятой группы j -го блока оценки ситуации ( j = 1, М-1·) соед^ен с первым входом j -го элемента ИЛИ второй группы и вторым (S ω с >

   входом j -го элемента ИЛИ пятой группы ( j + 1)-го блока оценки ситуации, а выход j -го элемента ИЛИ четвертой группы (| -го блока
2. ( = = 2, М) оценки ситуации подключен к второму входу j - го элемента ИЛИ четвертой группы и второму входу j-го элемента ИЛИ второй группы ((| - 1)-го блока оценки ситуации.

   J