Eine Methode zur formalen Modellierung von ...

4.2 Methodische Vorgehensweise 47
Shortest-Job-First: Unter der Voraussetzung, da die Ausfuhrzeiten der Prozesse bekannt
sind, und mehrere ausfuhrbereite Prozesse gleicher Prioritat auf ihre Ausfuhrung warten,
wird der Proze mit der kurzesten Ausfuhrzeit ausgewahlt siehe die Abschnitte
2.4.4 in [Tan94] und 4.3.3 in [PS85].
Ein weit verbreiteter Scheduling-Algorithmus heit Round-Robin: Jedem Proze wird ein
bestimmtes Zeitintervall (Quantum) zugeteilt, das fur seine Ausfuhrung, also die Kopplung
an den Prozessor, gultig ist. Sobald das Quantum abgelaufen ist, wird der Proze
suspendiert. Der Prozessor wird ihm entzogen und einem anderen Proze zugeteilt. Wird
ein Proze blockiert, etwa weil er ein anderes, vom Prozessor verschiedenes Betriebsmittel
fur die Fortfuhrung einer Berechnung benotigt, wird der Prozessor zu diesem Zeitpunkt
freigegeben. Ebenso wird der Prozessor freigegeben, wenn die Ausfuhrung seiner Berechnung
terminiert, bevor das Quantum abgelaufen ist. Zur Durchsetzung dieses Algorithmus
wird eine Liste ausfuhrbereiter Prozesse verwaltet.
Zur Realisierung des Round-Robin-Verfahrens ist die Lange des Quantums geeignet zu
bestimmen, da es weder zu klein noch zu gro gewahlt werden darf. Ein Proze mu zum
einen in jedem Fall mit der Ausfuhrung seiner Berechnung vorankommen, und zum anderen
mu gewahrleistet sein, da der Prozessor zwischen den Prozessen angemessen aufgeteilt
wird. Auf derartige Details werden wir nicht eingehen, da sie in unserer Modellierung
keine Rolle spielen. Zur Bestimmung der geeigneten Lange des Quantums und fur weitere
Erklarungen zum Round-Robin-Verfahren verweisen wir u.a. auf die Abschnitte 2.4.1 in
[Tan94], 4.3.6 in [PS85] oder auch 5.2.2 in [Spi95].
Im vorliegenden Kapitel modellieren wir ein System, in dem die Verwaltung der ausfuhrbereiten
Prozesse, deren Suspendierung und die Weitergabe des Prozessors mit Round-Robin
gewahrleistet sind. Auf die Modellierung verschiedener Schedulingalgorithmen gehen wir
nicht ein. Als Erweiterung behandeln wir ein System mit mehreren Prozessoren, wobei wir
alternativ eine zentrale und dezentrale Verwaltung aller Prozessoren modellieren.
4.2 Methodische Vorgehensweise
In Abschnitt 4.1 wurden die grundlegenden Aufgaben der Prozessorverwaltung erklart. Unsere
Spezikationsentwicklung startet mit Formalisierung eines verteilten Focus-Systems,
mit dem charakteristische Konzepte der Prozessorverwaltung formal modelliert werden.
Die dabei erstellten Formalisierungen sind die Basis fur alle folgenden Spezikationen. Die
formalen Modellierungen werden in einer Art und Weise erarbeitet, in der sie fur Leser
verstandlich sind, die mit Focus bisher nur wenig vertraut sind. Wir werden uns dem
geforderten komplexen Verhalten schrittweise und systematisch ausgehend von einer auf
den wesentlichen Kern reduzierten Aufgabenstellung nahern. Mit dieser Vorgehensweise
konnen wir uns in den folgenden Kapiteln auf die Losung der zunehmenden komplexer
werdenden Aufgabenstellung konzentrieren, ohne auf die formalen Techniken von Focus
detaillierter einzugehen.