Eine Methode zur formalen Modellierung von ...

48 Prozessorverwaltung
Wir entwickeln eine abstrakte Beschreibung von Prozessen und modellieren die Prozesse
und deren Kernfunktionalitat bezogen auf ihre Verwaltung und die Zuteilung eines Prozessors.
Alle formalen Modellierungen werden es zudem ermoglichen, aufgrund der gewahlten
Abstraktion, den Begri eines Prozesses und die in Betriebssystemen anfallenden Verwaltungsaufgaben
sowie die dort durchzusetzenden Strategien unabhangig von einer konkreten
Anwendung zu verstehen. Die Aufgabe der Prozessorverwaltung wird unabhangig von einer
Implementierung verstandlich dargestellt. Ein weiteres Ziel besteht darin, die verwendeten
Beschreibungstechniken sowie die fur Focus charakteristische Sicht zur Beschreibung verteilter
Systeme anhand der Modellierung dieses Kernsystems verstandlich zu machen. Die
Aufgabenstellung lautet:
Fur ein System mit endlich vielen Prozessen wird die Verwaltung des exklusiv nutzbaren
Betriebsmittels "
Prozessor\ modelliert.
Im ersten Schritt zur Entwicklung eines verteilten Focus-Systems, mit dem zentrale Betriebssystemkonzepte
formal modelliert werden, gehen wir davon aus, da ein Proze zur
Ausfuhrung der Berechnung ausschlielich den Prozessor und keine weiteren Betriebsmittel
benotigt. Wir betrachten von dem in Abschnitt 3.2 und dort mit Abbildung 3.2.1 gezeigten
Zustandsdiagramm fur Prozesse zunachst nur die beiden Zustande ready und busy.
Das verteilte System umfat die ausfuhrbaren Prozesse, den Teil, der die Aufgaben der
Prozessorverwaltung ubernimmt, und den Prozessor. Wir erhalten die in Abbildung 4.2.1
gezeigte erste grobe Vorstellung der Struktur des zu modellierenden Systems.
.
.
.
.
Prozesse
.
.
.
.
.
Prozessorverwaltung
mit Scheduling
.
.
Prozessor
Abbildung 4.2.1: System mit Prozessorverwaltung
Als Einstiegspunkt zur Modellierung der Prozessorverwaltung gehen wir zunachst von der
einfachst moglichen Konstellation aus. Im System gibt es einen Proze und einen Prozessor,
den der Proze fur die Durchfuhrung seiner Berechnung benotigt. In Vorbereitung auf die
spater zu behandelnde Verwaltungsaufgabe ist eine weitere Komponente, der Dispatcher,
fur die Zuteilung des Prozessors und die Suspendierung des Prozesses zustandig. Diese erste
Systemkonstellation wird in mehreren Schritten erweitert. Zunachst vervielfaltigen wir die
Anzahl der Prozesse. In einem weiteren Schritt wird die Anzahl der im System vorhandenen
Prozessoren erhoht. Bei der Behandlung dieses Systems verfolgen wir zwei Alternativen:
Die Verwaltung jedes Prozessors durch einen separaten Dispatcher und die Spezikation
eines zentralen Dispatchers, der alle Prozessoren verwaltet. Die erste Alternative entspricht