-
SACHGEBIET
DER ERFINDUNG
-
Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Computersysteme, und, insbesondere,
auf die Verbesserung der Betriebsfunktion von Computersystemen.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Viele
Computersysteme führen
Hintergrundprozesse aus. Die Aufgaben dieser Prozesse sind oftmals
auf das Durchführen
von Wartungs- (Haushaltungs- bzw. Organisations-) -Funktionen gerichtet, wie
beispielsweise Dateikompression, Disk-Defragmentierung, Datei-System-Inhalt-Indexierung
und Datei-Archivierung. Während
es relativ wichtig ist, dass diese Aufgaben zu einem bestimmten
Zeitpunkt abgeschlossen werden, muss dies nicht gewöhnlich zu
einer bestimmten Zeit vorgenommen werden. Demzufolge laufen sie
oftmals im Hintergrund, wobei sie dann arbeiten, wenn kein Vordergrundprozess
mit höherer
Priorität,
wie beispielsweise ein Prozess eines Anwendungsprogramms, das mit
einem Benutzer in Verbindung steht, arbeitet.
-
Die
traditionelle Maßnahme,
um einen Hintergrundprozess zu betreiben, ist diejenige, dem Prozess
ein Prioritätsniveau
zuzuordnen, das unmittelbar oberhalb des System-Ruhezustand-Prozesses liegt, wodurch
CPU-(Central Processing Unit)-Zyklen zu dem Hintergrundprozess nur
dann zugeordnet werden, wenn kein normaler Prioritätsprozess
bereit ist, die CPU zu verwenden. Zum Beispiel initiiert in der
Unix Programmierumgebung der Befehl "nice" einen
Prozess mit einer verringerten Ablaufpriorität, die so niedrig wie das System
im Ruhezustand-Prtoritäts-Niveau
eingestellt werden kann.
-
Das
Leiten der Ausführung
eines Prozesses durch eine Prioritäts-Ablaufplanung von CPU-Zyklen nimmt
an, dass die CPU die begrenzende Ressource ist. Allerdings ist in
vielen Fällen
die CPU nicht die begrenzende Ressource, sondern anstelle davon
kann die Prozessfunktionsweise durch I/O-(Eingangs/Ausgangs)-Rate
und/oder Inhalt für
eine andere Systemresource, wie beispielsweise die Disk, der Prozessorcache,
Speicherkapazität
und/oder Speicherbandbreite, begrenzt sein. Da Hintergrundprozesse
um diese Ressourcen streiten, beeinträchtigen Hintergrundprozesse
mit höherer
Priorität
Vordergrundpro zesse, und eine Ablaufplanungspriorität ist als
ein Mechanismus zum Begrenzen dieser gegenseitigen Beeinflussung
unzureichend. Die gegenseitige Beeinflussung erhöht sich mit Hintergrundprozessen, die
zu Dateisystem-Wartungs-Aktivitäten
zugeordnet sind, da solche Aktivitäten intensiv für Ressourcen sind,
allerdings oftmals nur ein paar CPU-Zyklen verwenden.
-
Als
ein Beispiel wird ein Hintergrundprozess betrachtet, der auf die
I/O-Ressource (z.B. eine Disk) als ein Vordergrundprozess zugreifen
will, wobei beide Prozesse regelmäßig I/O-Operationen in Bezug auf
die Disk-Ressource durchführen,
die länger
benötigen,
als die Zeitdauer, für
die jeder Prozess die CPU benötigt.
Wenn der Vordergrundprozess Disk-I/O-Operationen durchführt, werden
dem Hintergrundprozess einige CPU-Zyklen gegeben, wobei während dieser
Zeit der Hintergrundprozess auf die Disk- bzw. Platten-Ressource
zugreifen möchte.
Wie ersichtlich werden kann, muss der Hintergrundprozess auf den
Abschluss der I/O durch den Vordergrundprozess warten.
-
Wenn
der Vordergrundprozess seinen I/O-Vorgang abschließt, wird
dem Hintergrundprozess ein Zugriff auf die Platte gegeben und dem
Vordergrundprozess werden CPU-Zyklen gegeben, wobei während dieser
Zeit der Vordergrundprozess wieder auf die Platten-Ressource zugreifen
möchte.
Allerdings befindet sich, da der Vordergrundprozess auf einen Zugriff
zu der Platten-Ressource warten muss, der Vordergrundprozess in
einem Leerlaufzustand, und zu diesem Zeitpunkt wird die CPU im Wesentlichen
nicht weder durch den Vordergrund- noch durch den Hintergrundprozess
verwendet. Dementsprechend ist die CPU nicht die begrenzende Ressource,
sondern vielmehr die Disk ist dies, d.h. eine Konkurrenzsituation
der Disk-Ressource durch den Hintergrundprozess bewirkt eine Störung mit
dem Vordergrundprozess. Ohne dass der Hintergrundprozess vollständig angehalten
wird, wird allerdings der Hintergrundprozess CPU-Zyklen aufnehmen,
wenn der Vordergrundprozess I/O durchführt, und wird demzufolge fortfahren,
mit dem Vordergrundprozess in Wechselwirkung zu treten, da der Hintergrundprozess
auch einen Zugriff zu der Platten-Ressource während seiner zugeordneten Zyklen
anfordern wird.
-
Ein
Prozess eines Vordergrund-Anwendungsprogramms, das eine unmittelbare
Folge für
einen Benutzer ist, wird demzufolge negativ durch den Ressourcen-Wettstreit
(nicht CPU) beeinträchtigt, ohne
dass der Hintergrundprozess aufgehoben wird. Allerdings vernichtet
ein Aufheben des Hintergrundprozesses die vielen Vorteile, dass
ein Hintergrundprozess ablaufen gelassen wird, z.B. Durchführen einer
nützlichen
Arbeit während den
vielen Malen, wenn der Vordergrundprozess nicht den Hintergrundprozess
für die
CPU oder eine andere Ressource streitig macht.
-
Die
WO-A 99 21083 beschreibt ein System und ein Verfahren zum Durchführen von
Computerverarbeitungsvorgängen
in einem Datenverarbeitungssystem, das einen Multi-Threaded-Prozessor und
eine Thread-Switch-Logik umfasst. Der Multi-Threaded-Prozessor ist dazu
geeignet, zwischen zwei oder mehr Threads von Anweisungen umzuschalten,
die unabhängig
ausgeführt
werden können. Jedes
Thread besitzt einen entsprechenden Zustand in einem Thread-Zustands-Register
in Abhängigkeit seines
Ausführungsstatus.
Die Thread-Switch-Logik enthält
ein Thread-Switch-Kontroll-Register, um die Zustände zu speichern, unter denen
ein Thread auftreten wird. Die Thread-Switch-Logik besitzt ein Time-Out-Register,
das ein Thread-Switch erwirkt, wenn eine Ausführung des aktiven Thread in
dem Multi-Threaded-Prozessor eine programmierbare Zeitperiode ausführt. Eine
Thread-Switch-Logik besitzt auch ein nach vorne fortschreitendes
Zählregister,
um ein sich wiederholendes Thread-Umschalten zwischen Threads in
dem Multi-Thread-Prozessor
zu verhindern. Eine Thread-Switch-Logik spricht auch auf einen Software-Manager an, der dazu
geeignet ist, die Priorität
der unterschiedlichen Threads zu ändern und demzufolge Thread-Switch-Ereignisse
ersetzt.
-
Es
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein computerlesbares
Medium, ein System und ein Verfahren entsprechend den Ansprüchen 1,
19 und 29 zum Begrenzen der gegenseitigen Beeinflussung eines Hintergrundprozesses
mit einem Vordergrundprozess zu schaffen.
-
Diese
Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Hintergrundprozess für einen
kurzen Zeitschlitz ausgeführt.
Die tatsächliche
Funktionsweise des Hintergrundprozesses wird gemessen und statistisch
analysiert, um zu bestimmen, ob die Funktionsweise verschlechtert
ist, sie normal arbeitet oder ob mehr Informationen benötigt werden.
Falls die Funktionsweise verschlechtert ist, ist es leicht wahrscheinlich,
dass der Hintergrundprozess den Vordergrundprozess beeinflusst,
weshalb der Hintergrundprozess dann für längere und längere Zeitintervalle zwischen
Ausführungen
ausgesetzt wird (backed off), bis irgendeine bestimmte akzeptierbare
Grenze erreicht ist oder bis die Funktionsweise des Hintergrundprozesses
nicht länger
dahingehend erscheint, dass sie verschlechtert ist, was anzeigt,
dass sie wahrscheinlich nicht mit einem anderen Prozess in Wechselwirkung
tritt. Wenn eine normale Funktionsweise erfasst ist, wird das Back-Off-Zeitintervall
auf einen bestimmten, vorgegebenen minimalen Wert zurückgesetzt.
Falls eine normale Funktionsweise erfasst ist und mehr Informationen
benötigt
werden, wird die Aufgabe wieder eine Autorisierung erhalten, um
die Arbeit durchzuführen.
Da die tatsächliche Funktionsweise
dynamisch für
jede Ausführungsperiode
gemessen wird, wird die Konkurrenzsituation für eine Ressource, eine andere
als die CPU, aktiv erfasst, was dem Hintergrundprozess ermöglicht,
geeignet und schnell von einer Beeinflussung mit dem Hintergrundprozess über eine
Vorrichtungs-Konkurrenz-Situation in einen Back-Off-Zustand überzugehen
bzw. sich zurückzuhalten.
Für eine
kritische Aufgabe kann die Aussetzungszeit dynamisch basierend auf
deren relativer Wichtigkeit eingestellt werden, so dass sie unter
einem höheren
Taktzyklus arbeiten wird.
-
Die
gemessenen Funktionsdaten können dazu
verwendet werden, automatisch und statistisch einen Zielfunktionswert
zum Bestimmen, ob die gemessene Funktionsweise verschlechtert ist,
zu kalibrieren. Ein Mechanismus zum Regulieren mehrerer Hintergrundaufgaben,
so dass die Aufgaben nicht miteinander in Wechselwirkung treten,
ist weiterhin vorgesehen. Eine beispielhafte Anwendung, die die vorliegende
Erfindung verwendet, um in dem Hintergrund zu arbeiten, um Duplikat-Dateien
zu finden und zu vereinigen, wird auch beschrieben.
-
Andere
Vorteile werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung
ersichtlich werden, wenn sie in Verbindung mit den Zeichnungen vorgenommen
wird.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
ein Blockdiagramm, das ein Computersystem darstellt, in dem die
vorliegende Erfindung eingesetzt werden kann;
-
2A–2B zeigen
Blockdiagramme, die ein Beispiel eines Hintergrundprozesses (Groveler),
geeignet zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung,
darstellt, der automatisch Duplikat-Dateien eines Datei-System-Volume's für eine Vereinigung
lokalisiert;
-
3 zeigt
ein Blockdiagramm, das verschiedene Komponenten des beispielhaften
Groveler-Hintergrundprozesses darstellt;
-
4 zeigt
ein Blockdiagramm, das verschiedene Komponenten, verbunden mit einem
Groveler-Worker-Objekt der 3, darstellt;
-
5 zeigt
ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Architektur zum Steuern der
Betriebsweise einer Hintergrundaufgabe gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung darstellt;
-
6 zeigt
ein Blockdiagramm, das allgemein Komponenten zum Regulieren einer
Hintergrundaufgabe gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung darstellt; und
-
7 zeigt
ein Flussdiagramm, das allgemein die Schritte darstellt, die vorgenommen
werden, um die Betriebsweise einer Hintergrundaufgabe gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung zu bestimmen.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
-
Beispielhafte Betriebsumgebung
-
1 und
die nachfolgende Diskussion sind dazu vorgesehen, einer kurze, allgemeine
Beschreibung einer geeigneten Rechenumgebung anzugeben, in der die
Erfindung ausgeführt
werden kann. Obwohl es nicht erforderlich ist, wird die Erfindung
in dem allgemeinen Zusammenhang von mittels Computer ausführbaren
Anweisungen, wie beispielsweise Programmmodulen, die durch einen
Personal-Computer ausgeführt
werden, beschrieben. Allgemein umfassen Programmmodule Routings,
Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen, und dergleichen,
die bestimmte Aufgaben durchführen
oder bestimmte abstrakte Daten-Typen umsetzen. Weiterhin werden
Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet erkennen, dass die Erfindung
in Verbindung mit anderen Computersystemkonfigurationen ausgeführt werden
kann, einschließlich
in der Hand gehaltenen Vorrichtungen, Multi-Prozessor-Systemen,
auf einem Mikroprozessor basierende oder programmierbare Verbraucher-Elektroniken,
Netzwerk-PCs, Minicomputern, Miniframe-Computern, und dergleichen. Die Erfindung
kann auch in verteilten Rechenumgebungen ausgeführt werden, wo Aufgaben durch
Fernverarbeitungs-Vorrichtungen durchgeführt werden, die über ein
Kommunikationsnetzwerk verknüpft
sind. In einer verteilten Rechenumgebung können Programmmodule in sowohl
lokalen als auch entfernten Speichervorrichtungen vorhanden sein.
-
Wie 1 zeigt,
umfasst ein beispielhaftes System zum Umsetzen der Erfindung eine
Rechenvorrichtung für
allgemeine Zwecke in der Form eines herkömmlichen Personal-Computers 20 oder
dergleichen, umfassend eine Verarbeitungseinheit 21, einen Systemspeicher 22 und
einen Systembus 23, der verschiedene Systemkomponenten,
einschließlich des
Systemspeichers, mit der Verarbeitungseinheit 21 verbindet.
Der System bus 23 kann irgendeiner von verschiedenen Typen
von Bus-Strukturen sein, einschließliche eines Speicherbusses
oder einer Speichersteuereinheit, eines peripheren Busses und eines
lokalen Busses unter Verwendung irgendeiner Vielfalt von Bus-Architekturen.
Der Systemspeicher umfasst einen Read-Only-Memory (ROM) 24 und
einen Random-Access-Memory
(RAM) 25. Ein Basis-Eingangs/Ausgangs-System 26 (BIOS),
das die Basis-Routines
enthält,
die dabei helfen, Informationen zwischen Elementen innerhalb des
Personal-Computers 20 zu übertragen, wie beispielsweise während eines
Start-up, ist in dem ROM 24 gespeichert. Der Personal-Computer 20 kann
weiterhin ein Festplattenlaufwerk 27 zum Lesen von einer
Festplatte, die nicht dargestellt ist, und zum Schreiben darauf,
ein Magnetplattenlaufwerk 28 zum Lesen von einer entnehmbaren
Magnetplatte 29 und zum Schreiben darauf, und ein optisches
Plattenlaufwerk 30 zum Lesen von einer entnehmbaren optischen Platte 31 und
zum Schreiben darauf, wie beispielsweise eine CD-ROM, oder andere
optische Medien, umfassen. Das Festplattenlaufwerk 27,
das Magnetplattenlaufwerk 28 und das Laufwerk 30 für die optische
Platte sind mit dem Systembus 23 über eine Festplattenlaufwerkschnittstelle 32,
eine Magnetplattenlaufwerkschnittstelle 33 und eine Optikplattenschnittstelle 34,
jeweils, verbunden. Die Laufwerke und deren zugeordnete, computerlesbare
Medien bilden einen nicht flüchtigen
Speicher für
computerlesbare Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodule und
andere Daten für
den Personal-Computer 20.
Obwohl die beispielhafte Umgebung, die hier beschrieben ist, eine
Festplatte, eine entnehmbare Magnetplatte 29 und eine entnehmbare,
optische Platte 31 einsetzt, sollte für Fachleute auf dem betreffenden Fachgebiet
ersichtlich sein, dass andere Typen von computerlesbaren Medien,
die Daten speichern können,
die durch einen Computer zugreifbar sind, wie beispielsweise magnetische
Kassetten, Flash-Memory-Cards, Digital-Video-Disks, Bernoulli Kassetten,
Random-Access-Memories (RAMs), Read-Only-Memories (ROMs), und dergleichen, auch
in der beispielhaften Betriebsumgebung verwendet werden können.
-
Eine
Anzahl von Programmmodulen kann auf der Festplatte, der Magnetplatte 29,
der optischen Platte 31, dem ROM 24 oder dem RAM 25 gespeichert
werden, einschließlich
eines Betriebssystems 35 (vorzugsweise Windows NT), eines
oder mehrerer Anwendungsprogramme) 36, anderer Programmmodule 37 und
Programmdaten 38. Ein Benutzer kann Befehle und Informationen
in den Personal-Computer 20 über Eingabevorrichtungen, wie beispielsweise
ein Tastenfeld 40 und eine hinweisende Vorrichtung 42,
einge ben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht dargestellt) können ein
Mikrofon, einen Joystick, ein Game-Pad, eine Satellitenschüssel, einen
Scanner oder dergleichen, umfassen. Diese und andere Eingabevorrichtungen
sind oftmals mit der Verarbeitungseinheit 2 über eine
Seriell-Port-Schnittstelle 46 verbunden, die mit dem Systembus
verbunden ist, können
allerdings mit anderen Schnittstellen verbunden sein, wie beispielsweise
einem Parallel-Port,
einem Game-Port oder einem Universal-Serial-Bus (USB). Ein Monitor 47 oder
ein anderer Typ einer Anzeigevorrichtung ist auch mit dem System-Bus 23 über eine
Schnittstelle, wie beispielsweise einen Videoadapter 48,
verbunden. Zusätzlich
zu dem Monitor 47 umfassen Personal-Computer typischerweise
andere periphere Ausgabevorrichtungen (nicht dargestellt), wie beispielsweise
Lautsprecher und Drucker.
-
Der
Personal-Computer 20 kann in einer vernetzten Umgebung
unter Verwendung von logischen Verbindungen mit einem oder mehreren,
entfernten Computer(n), wie beispielsweise einem entfernten Computer 49,
arbeiten. Der entfernte Computer 49 kann ein anderer Personal-Computer,
ein Server, ein Router, ein Netzwerk-PC, eine Peer-Vorrichtung oder ein
anderer gemeinsamer Netzwerk-Knoten sein, und umfasst typischerweise
viele oder alle der Elemente, die vorstehend in Bezug auf den Personal-Computer 20 beschrieben
sind, obwohl nur eine Speichervorrichtung 50 in 1 dargestellt
worden ist. Die logischen Verbindungen, die in 1 gezeigt sind,
umfassen ein Local-Area-Network
(LAN) 51 und ein Wide-Area-Network (WAN) 52. Die
vernetzten Umgebungen sind in Büros,
in weltweiten Computer-Netzwerken, Intranets und dem Internet üblich.
-
Der
Personal-Computer 20 ist, wenn er in einer LAN-Netzwerk-Umgebung
verwendet wird, mit dem lokalen Netzwerk 51 über eine
Netzwerk-Schnittstelle oder einen Adapter 53 verbunden. Wenn
er in einer WAN-Netzwerk-Umgebung verwendet wird, umfasst der Personal-Computer 20 typischerweise
ein Modem 54 oder eine andere Einrichtung, um Kommunikationen
bzw. Datenübertragungen über das
Wide-Area-Netzwerk 52, wie beispielsweise das Internet,
einzurichten. Das Modem 54, das intern oder extern vorhanden
sein kann, ist mit dem Systembus 23 über die Seriell-Port-Schnittstelle 46 verbunden.
In einer vernetzten Umgebung können Programmmodule,
gezeigt relativ zu dem Personal-Computer 20,
oder Teile davon, in der entfernten Speichervorrichtung gespeichert
sein. Es wird ersichtlich werden, dass die Netzwerk-Verbindungen, die
dargestellt sind, beispielhaft sind, und andere Mittel zum Einrichten
einer Kommunikationsverbindung zwischen den Computern können verwendet
werden.
-
BEISPIELHAFTER HINTERGRUNDPROZESS – DER SIS-GROVELER
-
Die
vorliegende Erfindung wird nachfolgend in Bezug auf einen beispielhaften
Hintergrundprozess beschrieben, der Datei-I/O-Operationen durchführt. insbesondere
ist ein solcher Hintergrundprozess, bekannt als ein Einzelfall-Speicher-(Single
Instance Store – SIS)-Groveler,
auf ein Abtasten eines Dateisystem-Volume für Duplikat-Dateien gerichtet, die
in einer Darstellung eines einzelnen Falls davon kombiniert werden
können.
Eine Einzel-Fall-Speicher-Einrichtung und der SIS-Groveler sind
in weiterem Detail in den parallel anhängigen United States Patentanmeldungen,
jeweils mit dem Titel "Single
Instance Store für
File Systems" und "Method and System
for Automatically Merging Files Into a Single Instance Store", übertragen
auf den Inhaber der vorliegenden Erfindung, angemeldet gleichzeitig
hiermit, und deshalb hier unter Bezugnahme darauf in deren Gesamtheiten
eingeschlossen, beschrieben. Es sollte allerdings verständlich sein,
dass keine Absicht vorliegt, die vorliegende Erfindung auf irgendeinen bestimmten
Typ eines Hintergrundprozesses zu beschränken, noch auf solche, die
I/O-Operationen durchführen,
sondern vielmehr wird verständlich
werden, dass die vorliegende Erfindung zahlreiche Verwendungen und
Anwendungen in Rechenumgebungen allgemein besitzt.
-
In
den 2A–2B nun
ist ein allgemeines Konzept eines Grovelers 60 und einer
Einzel-Fall-Speicher-(SIS)-Einrichtung und -Architektur dargestellt,
die in dem Computersystem 20 ausgeführt werden können und
die von der vorliegenden Erfindung profitieren können. Wie in 2A dargestellt
ist, läuft,
allgemein, der Groveler 60 als ein Hintergrundprozess,
um Dateien zu finden, die Duplikat-Daten in einem Datei-System-Volume 62 haben. Über eine
Datei-System-Steuerung, bezeichnet als SIS_MERGE_FILES 64,
ruft der Groveler 60 eine Single-Instance-Store-(SIS)-Einrichtung 66 auf,
um die Duplikat-Dateien
zu einem einzelnen Fall von Daten mit Verknüpfungen dazu zu vereinigen.
-
Anhand
eines Beispiels findet, wie in den 2A und 2B dargestellt
ist, der Groveler 60, dass Dateien 70, 72 (bezeichnet
als Dir1\XYZ und Dir2\ABC) Duplikat-Daten haben. Wenn solche Duplikat-Dateien 70, 72 lokalisiert
sind, ruft der Groveler 60 die SIS-Facility 66 über die
SIS_MERGE_FILES Control-Anforderung 64 auf. Der Aufruf
zu der SIS-Einrichtung 66 führt normalerweise zu einer
Einzel-Fall-Darstellung 74 der originalen Dateien 70, 72 mit
Verknüpfungen 76, 78 (2B)
dazu, wobei jede Verknüpfung
einer der originalen Dateien entspricht, z.B. der Benutzer sieht
jede Verknüpfungs-Datei
so, als wenn sie die Original-Datei wäre. Die gemeinsame Speicher-Datei 74 wird
in einem gemeinsamen Speicher-Directory 80 solcher Dateien
beibehalten.
-
Jede
SIS-Verknüpfungs-Datei 76, 78 ist
eine Benutzer-Datei, die durch die SIS-Facility 66 verwaltet wird,
während
der gemeinsame Speicher 80 vorzugsweise ein Datei-System-Directory
ist, das nicht dazu vorgesehen ist, für Benutzer sichtbar oder zugänglich zu
sein. Gewöhnlich
können
die Verknüpfungs-Dateien 76, 78 auf
demselben Datei-System-Volume 62 beibehalten
werden, wie dies die gemeinsame Speicher-Datei 74 und das
gemeinsame Speicher-Directory 80 ist. Um einen Funktionseinfluss
auf andere Prozesse über
eine Überfüllung des Plattenpuffer-Cache-Speichers
zu vermeiden, werden Datei-Lesungen durch den Groveler 60 nicht
mittels Cache-Speicher bearbeitet. Um eine Beeinflussung mit Vordergrundprozessen über Datei-Verriegelungs-Konflikte
zu vermeiden, werden opportunistische Verriegelungen durch den Groveler 60 verwendet,
wenn auf eine Datei zugegriffen wird, die temporär einen Zugriff auf die Datei
durch einen anderen Prozess aussetzt, bis der Groveler 60 diese
freigeben kann.
-
Wie
allgemein in 3 dargestellt ist, umfasst,
um ein Erfassen von Duplikat-Dateien
für Vereinigungszwecke
vorzunehmen, der Groveler 60 eine zentrale Steuereinheit 82,
die die Betriebsweise von einer oder mehreren Teilsteuereinheiten 84C –84E , eine Unterteilungssteuereinheit pro
Datei-System-Volume, reguliert. Hieraufhin versuchen individuell
die Unterteilungssteuereinheiten 84C –84E , die jeweils einen Groveler-Worker 86C –86E haben, der dazu zugeordnet ist, wenn
sie aktiviert sind, Duplikat-Dateien in deren entsprechendes Datei-System-Volume
zu lokalisieren.
-
Die
zentrale Steuereinheit 82 synchronisiert die Betriebsweise
der Unterteilungssteuereinheiten 84C –84E über
mehrere Volumes, zum Beispiel so, dass nur eine zu einem Zeitpunkt
in Abhängigkeit
von verfügbaren
System-Ressourcen läuft.
Hieraufhin ruft jede Unterteilungssteuereinheit 84C –84E , wenn ihr ermöglicht wird, zu arbeiten, Funktionen
deren entsprechender Groveler-Worker 86C –86E auf. Wie nachfolgend beschrieben ist,
bestimmt die zentrale Steuereinheit 82, welches der Volume's zugelassen wird,
um zweitrangig bearbeitet zu werden, und reguliert, in Verbindung
mit jeder Unterteilungssteuereinheit 84, wie und wann jeder
Groveler-Worker 86 ausgeführt wird.
-
Wie
in 4 dargestellt ist, ist jeder Groveler-Worker 86 ein
einzelner Prozess und umfasst eine offene Funktion 88,
eine geschlossene Funktion 90, eine Extract-Log-Funktion 92,
eine Scan-Volume-Funktion 94 und eine Grovel-Funktion.
Allgemein bewirkt ein Aufrufen der offenen Funktion 88,
dass der Groveler-Worker 64 eine Datenbank 100 mit
Datei-Informationen und eine Warteschlange 102 jedes Arbeits-Elements,
auch herkömmlich
gespeichert als eine Datenbank, öffnet
(oder erzeugt, falls notwendig). Die Schließfunktion 90 sorgt
dafür,
irgendwelche Operationen zu beseitigen, bevor der Groveler-Worker
abgeschaltet wird.
-
Die
Extract-Log-Funktion 92 verwendet eine USN-(Update Sequence
Number)-Log 104, um Elemente (Datei-Identifizierer) zu
der Arbeits-Element-Warteschlange 102 hinzuzufügen. Wie
bekannt ist, zeichnet die USN-Log 104 dynamisch Änderungen
in Bezug auf Dateien des Datei-System-Volume's durch Speichern von Änderungsinformationen, indexiert
durch eine monoton zunehmende Sequenz-Nummer, die USN, auf. Die
Extract-Log-Funktion 92 liest
Aufzeichnungen von der USN-Log 104 zu jedem Zeitpunkt,
startend von dort, wo sie zuvor belassen ist (wie dies durch die
Aufzeichnung der USN nachvollzogen wird), filtert solche Aufzeichnungen heraus,
die sich nicht mit neuen oder modifizierten Dateien befassen, und
fügt Elemente
zu der Arbeits-Element-Warteschlange 102 hinzu, die neuen oder
modifizierten Dateien entspricht.
-
Die
Extrakt-Log-Funktion 92 wird unter einer Frequenz aufgerufen,
die in einem Versuch variiert, eine konstante Zahl von Elementen
in der Arbeits-Elemente-Warteschlange 102 pro
Ruf zu platzieren, und demzufolge basiert die Frequenz eines Aufrufens
der Extract-Log-Funktion 92 auf dem Umfang einer Datei-System-Volume-Aktivität, die stattfindet.
Zum Beispiel wird, wenn eine Plattenaktivität unter einer hohen Rate vorliegt,
eine große
Anzahl von USN-Aufzeichnungen von dem USN-Log 104 extrahiert
werden, wodurch die Extrakt-Log-Funktion 92 wahrscheinlich
eine große
Anzahl von Elementen zu der Arbeits-Element-Warteschlange 102 relativ
zu Zeiten einer geringen Plattenaktivität hinzufügen wird. Unter Verwendung
der Anzahl von Aufzeichnungen, extrahiert während des am kürzesten
vorher liegenden Extract-Log-Funktion-Aufrufs, um die Zeitdauer
vor dem nächsten
Ruf zu bestimmen, wird eine hohe Anzahl von extrahierten Aufzeichnungen
eine höhere
Rate eines aufrufenden Extract-Logs verursachen, während eine
geringere Zahl eine niedrigere Rate eines Aufrufs verursachen wird. Über eine
Zeitperiode liefern die Änderungen
der Rate eines Aufrufens grob die erwünschte Anzahl von Elementen,
die in der Arbeits-Element-Warteschlange 102 pro Ruf platziert
werden soll. Es ist anzumerken, dass die Raten graduell eingestellt
werden können,
um irgendwelche abrupten Änderungen
in der Platten-Aktivität zu
glätten.
-
Die
Extract-Log-Funktion 92 zeichnet die letzte USN, die gehandhabt
ist, auf, so dass die Extract-Log-Funktion 92 wieder an
der korrekten Stelle zu dem nächsten
Zeitpunkt, zu dem sie aufgerufen ist, beginnen wird. Wie vorstehend
beschrieben ist, führt
die Extract-Log-Funktion 92 eine Zählung der USN-Eintritte, die
extrahiert sind, von der die Unterteilungssteuereinheit 84 den
nächsten
Zeitpunkt berechnet, um die Extract-Log-Funktion 92 aufzurufen, zurück.
-
Ein
Aufrufen der Scan-Volume Funktion 94 platziert Arbeits-Elemente
(Datei-Identifizierer
entsprechend zu Dateien in dem Volume) in die Arbeits-Element-Warteschlange 102 über eine
erste Tiefensuche des Datei-System-Volume's 62. Die Scan-Volume-Funktion 94 ist
in der Zeit begrenzt, wodurch, wenn aufgerufen wird, sie so viele
Dateien wie möglich
in die Arbeits-Element-Warteschlange 102 innerhalb der
zugeordneten Zeit platziert und wieder ein Hinzufügen von
Dateien von dort an vornimmt, wo sie belassen wurde, wenn erneut
aufgerufen wird. Es ist anzumerken, dass der Scan-Volume-Funktion bestimmte
Filterfähigkeiten
gegeben werden kann, z. B. so, dass sie nicht gemeinsame Speicherdateien
zu der Arbeits-Element-Warteschlange 102 hinzufügen wird,
allerdings fügt
momentan die Scan-Volume Funktion 94 nur Datei-Identifizierer
als Elemente zu der Arbeits-Element-Warteschlange 102 hinzu
und irgendein Filtern wird durchgeführt, wenn Arbeits-Elemente
aus der Warteschlange herausgenommen werden. Die Scan-Volume Funktion 94 wird
nur dann aufgerufen, wenn dies benötigt wird, z.B. dann, wenn
die Arbeits-Element-Warteschlange 102 zuerst erzeugt wird,
oder wenn ein Problem mit dem USN-Log 104 oder der Datenbank 100 auftritt,
da unter diesen Umständen die
Extract-Log-Funktion 92 nicht mit den geeigneten Dateiänderungsinformationen
versehen werden kann.
-
Die
Grovel-Funktion 96 entfernt Elemente von der Arbeits-Element-Warteschlange 102 und
verarbeitet jedes entfernte Element, um zu bestimmen, ob sie bestimmte
Kriterien erfüllt,
z.B. ob die Datei entsprechend zu diesem Arbeits-Element eine Duplikat-Datei
in dem Volume 62 besitzt. Hierbei berechnet die Grovel-Funktion 96 eine
Prüfsumme
(Signatur) aus den Daten der Datei und fragt die Datei-Informationen-Datenbank 100 über einen
Datenbank-Manager 106 (umfassend eine Fragemaschine) ab,
um zu sehen, ob eine oder mehrere Dateien) in dem Volume dieselbe
Prüfsumme
und Datei-Größe haben. Gleichzeitig
aktualisiert der Datenbank-Manager 106 die Datei-Informationen-Datenbank 100 so,
wie dies benötigt
wird, mit den Datei-Informationen, z.B. fügt neue Aufzeichnun gen oder Änderungen
von existierenden Aufzeichnungen durch Speichern oder Modifizieren
der Dateigröße und der
Signatur, indexiert durch die Datei-ID in der Datenbank 100,
hinzu. Wenn zumindest eine passende Datei gefunden ist, führt die
Grovel-Funktion 96 einen Vergleich Byte für Byte mit
der passenden Datei durch, eingestellt so, um zu bestimmen, ob eine
der Dateien ein exaktes Duplikat ist, und wenn es exakt ist, ruft
sie die SIS-Facility 66 über die SIS_MERGE_FILES-Steuerung 94 auf,
um die Dateien zu vereinigen. Auf diese Art und Weise können Duplikat-Dateien
automatisch in einer schnellen Art und Weise durch den Groveler-Hintergrundprozess 60 lokalisiert
und kombiniert werden.
-
REGULIERUNG
VON HINTERGRUNDAUFGABEN
-
Es
wird sich nun einer Erläuterung
der vorliegenden Erfindung zugewandt, wobei 5 eine allgemeine
Architektur darstellt, bei der ein Hintergrundprozess 108 (z.B.
ein Groveler) Aufgaben 1101 und 1102 umfasst, wobei jeder davon durch eine
Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 in einer Art und Weise
reguliert wird, die im Wesentlichen deren Beeinflussung bzw. Störung mit
einem Vordergrundprozess 114 begrenzt. Die Architektur
ist als eine Anwendungs-Library verfügbar gemacht, die eine Programmierschnittstelle
bereitstellt, um Hintergrundaufgaben zu überwachen und zu steuern. Es
ist anzumerken, dass die tatsächliche
Einheit einer Ausführung,
die reguliert wird, eine Aufgabe ist, von denen mehr als eine pro
Prozess vorhanden sein kann. Zum Beispiel sind in dem SIS-Groveler 60 zwei
Aufgaben pro Platten-Unterteilung vorhanden, eine "Extraktion" Aufgabe (die Extract-Log-Funktion 92),
um extrahierte Eintritte von dem USN-Log 104 zu der Arbeits-Warteschlange 102 zu
bewegen, und eine "Grovel" Aufgabe für andere
Groveler-Funktionen (z.B.
die Scan-Volume-Funktion 94 und die Grovel-Funktion 96).
-
Obwohl
eine einzelne Aufgabe mehrere Threads umfassen kann, um mehrere
Kontexte in einer Ausführungsform
beizubehalten, wird nur einem Thread ermöglicht, zu einem Zeitpunkt
fortzuschreiten, um zu verhindern, dass Threads mit Arbeits-Messungen
der jeweiligen anderen in Wechselwirkung treten. Zum Beispiel ist
in dem Groveler 60 ein Thread vorhanden, um aus der Warteschlange herausgenommen
zu werden und um Dateien in einer Unterteilung zu verarbeiten, und
ein anderes Thread, um den Directory-Baum und Dateien, um Warteschlangen
aufzulösen,
zu durchqueren, allerdings weisen beide Threads eine einzelne Grovel-Aufgabe
auf. Eine Aufgaben-Ausführung ändert sich zwischen
den Threads, (wie dies durch den Prozess bestimmt ist) bei einem
Versuch, eine annähernd
konstante Arbeits-Warteschlangen-Tiefe beizubehalten.
-
Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung steuert die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 die
Aktivität
eines Prozesses durch getrenntes Drosseln jeder individuellen Aufgabe
dieses Prozesses. Um die Operation der Hintergrundaufgaben eines
Prozesses zu regulieren, wartet jede Aufgabe (z.B. 1101 ) auf eine Autorisierung, um von der
Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 fortzuschreiten. Allgemein
wird die Ausführung
jeder Aufgabe in Zeitteile quantisiert, wobei jeder Aufgabe ermöglicht wird, während einer
eingestellten Periode einer Realzeit zu arbeiten. Die Autorisierung
wird bei einer Frequenz bzw. Häufigkeit
gegeben, die von einer Anzahl von Faktoren abhängt, umfassend die Funktionsweise
der Hintergrundaufgabe, ob die Aufgabe als kritisch angesehen wird,
usw., wie dies nachfolgend beschrieben ist. Einer Aufgabe kann irgendeine CPU-Ablauf-Priorität, zugelassen
durch das System, z.B. normale Priorität, gegeben werden, kann allerdings
durch die vorliegende Erfindung gedrosselt werden, indem nur zugelassen
wird, dass die Aufgabe für
begrenzte Zeitteile bei einer niedrigen Frequenz relativ dazu, wie
oft ein Vordergrundprozess fähig
ist, CPU-Zyklen anzufordern, zu arbeiten. Einer Aufgabe kann auch
eine reduzierte CPU-Ablauf-Priorität gegeben werden, wodurch der
CPU-Ablauf-Mechanismus 116 weiter
die Zyklen steuern wird, die der Hintergrundaufgabe 1101 gegeben sind. Wie in 5 dargestellt
ist, kann die Hintergrundaufgabe 1101 demzufolge
dahingehend begrenzt sein, wie oft hier ein Zugriff zu der CPU 21 gegeben
wird und/oder wie oft sie einen Zugang zu einer I/O-Ressource 118 erhält (z.B.
eine Disk über
einen I/O-Manager 120).
-
Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung empfängt, um eine Hintergrundaufgabe 110 zu
regulieren, indem bestimmt wird, wann sie zugelassen ist, um zu
Arbeiten, die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 Funktions-Ergebnisse 124 (6)
von der Hintergrundaufgabe 110 und analysiert sie, d.h.
der Fortschritt oder die Fortschrittsrate davon (z.B. Umfang einer
Arbeit, die pro Zeiteinheit durchgeführt wird). Basierend auf diesen Funktionsergebnissen
in Bezug auf einen Soll-Funktionsbetrag 125 evaluiert die
Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 die Arbeit, die durch
die am kürzesten
vorher liegende Hintergrundaufgabe durchgeführt ist, und berechnet eine
Zeit, um den Hintergrundprozess auszusetzen, um dessen Beeinflussung
bzw. Wechselwirkung mit dem Vordergrundprozess 114 zu begrenzen.
Die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 verwendet auch
die gemessene Arbeits-Funktion 124, um statistisch den
Sollwert für
zukünftige
Vergleiche zu kalibrieren. Diese Funktionen der Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 sind
allgemein in 6 als Komponenten dargestellt, die
einen Kalibrierungsmechanismus 126, einen Funktions-Evaluierer 128 und
einen Aussetzungszeit-Berechnungsmechanismus 130 umfassen. Nachdem
ein Verzögerungszeitgeber 132 (z.B.
ein Blockiermechanismus) für
die berechnete Aussetzungszeit verzögert, autorisiert eine Aufgabe-Regulator-Komponente 134 die
Hintergrundaufgabe 110, um erneut fortzuschreiten, wodurch
neue Funktionsergebnisse erhalten, analysiert und verwendet werden,
um eine neue Aussetzungszeit für
die nächste Autorisierung
der Hintergrundaufgabe zu bestimmen. Dies wiederholt sich, solange
wie der Hintergrundprozess eine Aufgabe hat, um sie durchzuführen.
-
7 stellt
die allgemeinen Schritte dar, die vorgenommen werden, um die Aussetzungszeit
zu berechnen, beginnend am Schritt 700, der die Hintergrundaufgabe
darstellt, die zuerst autorisiert und ausgeführt wird. Am Schritt 702 wird
der tatsächliche Fortschritt,
gemessen als ein Betrag einer Arbeit pro Zeiteinheit, durch Analysieren
der empfangenen Funktionsergebnisse 124 gegenüber dem
Soll-Funktions-(Soll-Fortschritt)-Betrag 125 evaluiert. Wie in weiterem
Detail nachfolgend beschrieben ist, wird der Fortschritt (gesamte
Funktion) basierend auf der Anzahl von Operationen, die durchgeführt ist,
der gesamten Zeit, die für
diese Operationen benötigt
wird, und der relativen Menge an Arbeit, durchgeführt durch
jede Operation, evaluiert. Wie nachfolgend beschrieben ist, werden
Statistiken bei der Evaluierung eingesetzt, um Fluktuation in den
Funktionsmessungen zu erfassen, wodurch der Funktionsevaluierer 128 entweder
eine OK-Funktion, eine Nicht-OK-Funktion, oder unbekannt zu diesem
Zeitpunkt (d.h. benötigt
mehr Informationen) zurückführt. Allgemein
ist es, wenn die Funktion (der Fortschritt) gut ist, wahrscheinlich,
dass die Hintergrundaufgabe 110 nicht mit irgendeinem Vordergrundprozess
im Wettbewerb steht, und demzufolge keine Operationen fortführen kann.
Umgekehrt wurde, wenn die Funktion schlecht war, eine Wettbewerbssituation
erwartet, und demzufolge wird die Hintergrundaufgabe durch Erhöhen der
Zeit zwischen deren Autorisierungen ausgesetzt (backed off), um
fortzuschreiten, bis sich entweder die Funktionsweise verbessert
oder eine bestimmte obere Grenze erreicht ist.
-
Wie
mit Schritt 704 dargestellt ist, verzweigt sich, wenn die
Funktionsweise in Bezug auf die Soll-Funktion 125 akzeptierbar
(oder besser) war, Schritt 704 zu Schritt 706, wo
die Aussetzungszeit auf ein bestimmtes Minimum zurückgesetzt
wird. Es ist anzumerken, dass dann, wenn eine Funktion einer gedrosselten
Aufgabe innerhalb eines akzeptierbaren Zielbereichs zurückgeführt wurde,
die Drosselung durch Zurücksetzen
der Aussetzungszeit für
die Aufgabe auf einen anfänglichen,
minimalen Wert entfernt wird. Schritt 708 liefert eine
optionale (dargestellt durch den Kasten mit unterbrochener Linie)
Arbeitsratenverzögerung,
so dass die Hintergrundaufgabe 110 nicht zu schnell aufgerufen
wird, was möglicherweise
die Funktionsweise irgendwo in dem System verringert. Schritt 708 kehrt
zu Schritt 700 zurück,
um erneut die Funktion der Aufgabe, dieser Arbeitsratenverzögerung folgend,
zu autorisieren.
-
Wenn
am Schritt 704 der statistisch basierenden Evaluierungsmechanismus 128 bis
jetzt noch nicht genug Informationen hat, um die Funktion zu messen,
verzweigt Schritt 704 um Schritt 706 herum zu
Schritt 708. Da mehr Informationen durch den Evaluierungsmechanismus
benötigt
werden, wird der Aufgabe ermöglicht,
zu einem anderen Zeitabschnitt fortzuschreiten, allerdings wird
die Aussetzungszeit auf deren momentanem Wert belassen.
-
Wenn
am Schritt 704 die Funktionsweise zu niedrig war, verzweigt
Schritt 704 zu Schritt 710, wo eine Bestimmung
in Bezug auf die Wichtigkeit der Hintergrundaufgabe vorgenommen
wird. Wichtige Aufgaben können
gegenüber
irgendwelchen geeigneten Kriterien analysiert werden, um zu bestimmen, wenn
sie als Ausnahmen behandelt werden sollten, wodurch die Aufgabe
aggressiver durch Verringern der Aussetzungszeit und Erhöhen deren
Taktzyklus werden kann. Zum Beispiel kann der SIS-Groveler 60,
der Raum durch Zusammenführen
von Dateien gewinnt, als kritisch angesehen werden, wenn der Raum
beginnt, zu niedrig an dem Datei-System-Volume zu werden, wie beispielsweise
unterhalb eines bestimmten Schwellwert-Prozentsatzes. Für regulierte
Aufgaben des Grovelers 60 kann Schritt 710 demzufolge
(zumindest gelegentlich) eine Prüfung
des freien Raums des Volume's
umfassen. Wenn eine Hintergrundaufgabe als kritisch angesehen wird, kann
die Zeit zwischen Aufgabe-Operationen durch Schritt 712 als
die relative Wichtigkeit davon eingestellt werden (z.B. verkürzt werden),
dass sich die Hintergrundaufgabe ändert, ungeachtet deren Niveau
einer Interferenz mit irgendwelchen Vordergrundprozessen. Zum Beispiel
nähert
sich, wenn sich die Grenze in Bezug auf den freien Plattenraum Null
annähert,
die Aufgabe-Aussetzungszeit dem Arbeits-Verzögerungsintervall.
-
Wenn
am Schritt 710 die Aufgaben nicht wichtig genug, um eine
Ausnahme zu sein, sind, verzögert
Schritt 714 die Aufgabe für die momentane Aussetzungszeit.
Falls am Schritt 710 die Aufgabe wichtig genug ist, um
eine Ausnahme zu sein, stellt Schritt 712 die Aussetzungszeit
ein, indem sie reduziert wird, bevor Schritt 714 die Aufgabe
für die
Aussetzungszeit verzögert.
Nach der Verzögerung
am Schritt 714 wird die Aussetzungszeit am Schritt 716 erhöht.
-
In
einer Ausführung
wird, wenn eine schlechte Funktion berechnet wird, die Aussetzungszeit
von deren vorherigem Wert verdoppelt, was ein exponentielles Back-Off
schafft, um schnell die Interferenz mit einem eine Ressource fordernden
Vordergrundprozess zu verringern. Eine exponentielle Erhöhung in Kombination
mit dem Reset, wenn ein normaler Vorgang vorliegt, lässt die
Hintergrundaufgabe auf die Zeitskala der Vordergrund-Ausführungsmuster
einstellen, was eine relativ schnelle Hintergrundprozess-Wiederaufnahme, kurzen
Perioden einer Vordergrundaktivität folgend, schafft, allerdings
den Einfluss der Ausführung
der Hintergrundaufgabe während
langer Perioden einer Vordergrund-Aktivität begrenzt.
-
Schritt 718 stellt
die Aussetzungszeit ein, um sicherzustellen, dass sie zwischen einem
bestimmten, maximalen und einem bestimmten, minimalen Wert liegt,
z.B., wenn sie null ist, wird ein Verdoppeln der Zeit keinen Effekt
haben, und wenn sie zu lang ist, würde die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 nicht
beim Erfassen effektiv sein, wenn sich die Ressource-Wettbewerbssituation
verbessert hat. Zum Beispiel würde
die niedrigere Grenze in Bezug auf die Zeit zwischen den Teilen
einer Ausführung
auf ein bestimmtes, minimales Niveau (wie dies nachfolgend beschrieben
ist) gesetzt werden, während
die obere Grenze die Hintergrundaufgabe-Wiederaufnahmezeit für den schlechtesten
Fall binden würde
(wie dies auch nachfolgend beschrieben ist). Wie vorstehend beschrieben
ist, stellt Schritt 714 ein Verzögern der Aussetzungszeit dar,
die, wenn abgeschlossen ist, der Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 ermöglicht,
schleifenmäßig zurück zu Schritt 700 zu
gehen, um wiederum die Hintergrundaufgabe zu autorisieren, um fortzuschreiten.
-
Es
ist anzumerken, dass, falls notwendig, für alle Aufgaben ein Hintergrundprozess
gedrosselt werden soll. Zum Beispiel kann irgendeine Aufgabe, die
primär
um die CPU streitet, ausreichend in dem Hintergrund durch den existierenden
CPU-Ablaufplanungs-Prioritäts-Mechanismus 160 ausgeführt werden.
Alternativ kann, wenn eine Aufgabe mit einem sehr niedrigen Taktzyklus
abläuft,
dann der Einfluss dieser Aufgabe auf andere Prozesse sehr gering sein,
gerade dann, wenn die Aufgabe I/O-intensiv während deren aktiven Perioden
ist. Zum Beispiel wird, in dem SIS-Groveler-Prozess 60,
die Extraktions-Aufgabe 62,
die USN-Eintritte und Warteschlagen extrahiert, diese in die Arbeits-Element-Warteschlange 102 nicht
hinein drosseln, da ein Aussetzen davon fehlende Datei-Aktualisierungen
bewirken könnte,
wodurch der Groveler erneut das gesamte Volume abtasten müsste. Anstelle
davon stellt, wie vorstehend beschrieben ist, die Groveler-Teilungs-Steuereinheit
dynamisch die Ausführungsfrequenz
der Extract-Funktion 92 ein, um zu versuchen, eine festgelegte
Zählung
von extrahierten USN-Eintritten pro Arbeits-Warteschlange-Aktualisierungen aufrecht
zu erhalten. Dies bedeutet, dass sich der Taktzyklus der Extraktions-Aufgabe
mit der Plattenaktivität
erhöht,
allerdings muss, gerade während
Perioden mit einer starken Plattenaktivität, dieser Taktzyklus bei unter
zwei Prozent gemessen werden, was als ein akzeptierbares Verhalten
betrachtet wird.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, kann, wenn eine Aufgabe einen Teil einer
Ausführung
abschließt, die
Aufgabe einen Satz von Funktionsdaten zurückberichten, die die gemessene
Geschwindigkeit deren Operationen anzeigt. Allerdings kann die Geschwindigkeit
einer Aufgabe stark variabel sein, z.B. I/O-Male stark gerade bei
einem nicht belasteten System variieren, und eine Takt-Granularität führt Fehler
in die Funktionsmessungen ein. Um diese Fluktuationen in den Funktionsmessungen
zu überwinden,
umfasst die Aufgabe-Steuereinheit 112 eine statistische
Technik in dem Funktions-Evaluierer 128.
-
Hierbei
berichtet jede Aufgabe ihre Funktionsdaten (Fortschritt) als eine
Liste von drei Komponenten, d.h. Triples, wobei jeder Parameter
einem Typ einer Operation, die durch die Aufgabe ausgeführt ist,
entspricht. Jedes Triple umfasst eine Zählung der Anzahl von Operationen,
durchgeführt
während
des Zeitteils, die gesamte reale Zeit, die für die Operationen benötigt wird,
um abzuschließen,
und einen Operationsparameter, der den relativen Umfang der Arbeit,
durchgeführt
durch jede Operation, darstellt. Der Satz von Operationen für jede Aufgabe wird
statistisch vor der regulierten Ausführung der Aufgabe eingerichtet,
und Operationen können über Aufgaben
gemeinsam sein. Allgemein kann eine Operation irgendein Vorgang
oder ein Satz von Vorgängen
sein, der eine ausreichende Menge einer realen Zeit verbraucht,
um so leicht messbar zu sein. Operationen, die CPU-intensiv sind,
werden eine Funktion zeigen, die empfindlich für eine Wettbewerbssituation
für Prozessorzyklen
und ein Prozessor-Cache sind, Operationen, die speicherintensiv sind,
werden eine Funktion zeigen, die empfindlich für einen Wettbewerb um Speicherkapazitäten und Speicherbandbreiten
sind, usw.. Zum Beispiel ist, in dem SIS-Groveler 60 die Funktion des
Prozesses primär
ein Lesen von Platten, wobei "Plattenlesen" der Typ einer Operation
ist und der Parameter der Umfang eines Datenlesens ist. Es ist anzumerken,
dass weder die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 noch
der Prozess 108 die Ressourcen, die durch eine Operation
verwendet werden, kennen muss.
-
Für jeden
Operations-Typ wird die Operationszeit als die gesamte, verbrauchte
Zeit, geteilt durch Operationszählungen,
berechnet. Der sich ergebende Operationszeitwert wird dann gegenüber dem
Sollwert (beschrieben nachfolgend) unter Verwendung eines "Paired-Sample Sign
Test" verglichen,
ein bekannter (Fruend, J.E., Mathematical Statistics, Fifth Edition,
Prentice Hall, 1992) verteilungsfreier, nicht-parametrischer, statistischer
Vergleichstest. Der "Paired-Sample
Sign Test" ermöglicht,
dass die Messungen von mehreren Operationen in einem einzelnen,
statistischen Test kombiniert werden. Genauer gesagt vergleicht
der " Paired-Sample
Sign Test" jede
Probe bzw. Abtastung mit einem entsprechenden Sollwert und zählt die
gesamte Anzahl von Proben, die größer als deren Sollwerte sind.
Jeder Sollwert ist eine Funktion des Operations-Typs und des Operations-Arbeits-Parameters.
Die Probengröße erhöht sich
linear mit jedem Test bis zu einer eingestellten Grenze, um die
rechenmäßigen und
Speichererfordernisse des Tests zu begrenzen, um dadurch vorteilhaft
von mehr Informationen, als sie verfügbar werden, Gebrauch zu machen.
-
Das
Ergebnis der Vergleiche kann als ein geordnetes Paar (n, r) ausgedrückt werden,
wobei n die Probensatzgröße und r
die Zählung
der Proben ist, die größer als
der Sollwert ist. Falls r größer als
ein Schwellwert ist, das bedeutet eine Funktion von sowohl n als
auch eine vordefinierte (Typ-I) Fehlerwahrscheinlichkeit α, dann wird
die Funktion dahingehend beurteilt, dass sie verschlechtert ist,
wodurch die Aussetzungszeit bis zu einer oberen Grenze, wie dies
vorstehend beschrieben ist, verdoppelt wird. Wenn r geringer als
ein Schwellwert ist, der eine Funktion von sowohl n als auch einer
vordefinierten (Typ-II) Fehlerwahrscheinlichkeit β ist, dann
wird die Funktion dahingehend beurteilt, dass sie normal ist, und
die Aussetzungszeit wird zurückgesetzt.
Wenn r zwischen die zwei Schwellwerte fällt, dann wird die Funktions-Beurteilung
aufgeschoben, d.h. der Funktions-Evaluierer
führt sein "kenne nicht/benötige mehr
Informationen" Ergebnis
zurück,
wodurch die momentane Aussetzungszeit an deren vorherigem Wert gehalten
wird, wie dies auch vorstehend beschrieben ist.
-
Eine
Aufgabe wird demzufolge basierend darauf reguliert, ob deren tatsächliche,
gemessene Funktionsweise normal oder verschlechtert ist, relativ zu
einem Sollwert. Ein Sollwert für
eine Aufgabe kann manuell bestimmt werden, z.B. durch empirisches Testen
von einer oder mehreren Probe(n), wenn eine Maschine nicht so geladen
ist, um eine annehmbare Soll-Funktionsweise für eine Aufgabe zu bestimmen, und
dann unter Verwendung dieses Sollwerts in dem Vergleich mit der
tatsächlichen
Funktionsweise.
-
Allerdings
ist eine verbesserte Art und Weise, um einen Sollwert zu erhalten
und aufrecht zu erhalten, diejenige, einen automatischen Kalibrierungsvorgang
unter Verwendung derselben, gemessenen Funktionsdaten, verwendet
in dem Vergleich durch die Funktionsevaluiereinrichtung 128,
durchzuführen.
Um einen besseren, repräsentativen
Sollwert 125 zu erhalten, werden die tatsächlichen
Werte konditional unterabgetastet, statistisch abstrahiert und temporär gefiltert,
wie dies nachfolgend beschrieben ist.
-
Für Operationen,
die einen konstanten Umfang einer Arbeit durchführen, ist die Messung der Soll-Funktionsweise
eine ruhige Operationszeit, die die Zeit ist, um die Operation in
Bezug auf eine nicht geladene Ressource durchzuführen. Für Operationen, die einen variablen
Umfang an Arbeit durchführen,
wird die Zeit, um jede Operation durchzuführen, dahingehend angenommen,
dass sie linear zu der Menge an Arbeit, die abgeschlossen ist, korreliert,
so dass das Maß der
Sollfunktion im Wesentlichen eine Linie ist, die die Ruheoperationszeit
als eine Funktion des Arbeitsparameters darstellt.
-
Eine
statistische Abstrahierung erzeugt ein quantifiziertes Maß der Soll-Funktionsweise von
den abgetasteten Funktionsmessungen. Diese Messung ist eine lineare
Gleichung, die die Operationszeit zu einem Arbeitsparameter in Bezug
setzt. Die Koeffizienten der Gleichung werden über die lineare Regression
der kleinsten Quadrate erhalten, wobei die Variable x der Arbeitsparameter
ist und die abhängige Variable
y die Betriebszeit ist. Die sechs ausreichenden Statistiken für eine lineare
Regression, Σx, Σy, Σxx, Σyx, Σxy und n, werden übereinstimmend beibehalten, wodurch
das Funktionsziel nicht erneut von einem "Scratch" berechnet wird, zu jeder Zeit, zu der
der Prozess ausgeführt
wird.
-
Die
Ruhefunktion einer Operation kann sich mit der Zeit ändern, z.B.
die Funktions-Charakteristika
von Datei-Systemen ändern
sich als aufeinander folgende Iterationen von Schreibvorgängen, die
bewirken, dass sich Dateien fragmentieren. Ein temporäres Filtern
kann dazu verwendet werden, ältere Funktionsdaten
altersmäßig auszusortieren,
so dass Drosselentscheidungen nicht basierend auf abgestandenen
Daten vorgenommen werden. Zu jedem Zeitpunkt, zu dem eine Probe
genommen wird, werden ausreichende Statistiken entsprechend den
folgenden Regeln aktualisiert: Σx ← ξ·Σx +
x Σy ← ξ·Σy +
y Σxx ← ξ·Σxx +
x2 Σyy ← ξ·Σyy +
y2 Σxy ← ξ·Σxy +
x·y n ← ξ·n + 1wobei
dann, wenn ξ strikt
zwischen null und eins liegt (d.h. nicht die Endpunkte von null
und eins umfassend), diese Regeln eine exponentielle Mittelung des Regressionszustands
beeinflussen. Die Bestimmung von ξ wird
nachfolgend beschrieben.
-
Eine
wiederholte Anwendung der exponentiell mittelnden Aktualisierungsregel
für n wird
bewirken, dass es sich asymptotisch einem konstanten Wert n', gegeben durch die
folgende Gleichung, annähert: n' =
1/(1 – ξ)
-
Als
ein Ergebnis ist die effektive Bereitschafts-Zustand-Proben-Größe n'. Um die Regression
zu initialisieren, sammelt der Kalibrierungsmechanismus eine bestimmte
Anzahl n'' von Proben, gewichtet
sie mit dem Verhältnis
n'/n'' und berechnet die ausreichenden Statistiken
mit ξ =
1. Da die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 keine Soll-Funktionswerte besitzt,
bis zu dem Zeitpunkt, nachdem diese n'' Proben
zusammengestellt sind, versucht die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 nicht,
dynamisch die Ausführung
der Aufgabe während
dieser Initialisierungsphase zu regeln. Anstelle davon ermöglicht die
Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112, die Aufgabe unter
einer speziellen Kalibrierungsrate auszuführen, die sowohl niedriger
als die normale Arbeitsrate ist, um so den Funktionseinfluss der
Aufgabe auf das System zu verringern, als auch höher als die Aussetzungsrate
ist, und so die Initialisierungsrate innerhalb einer annehmbaren
Zeitperiode abzuschließen.
-
Die
exponentielle Mittelung der Zielfunktion wird durch die Rate der
Takte, unter der Proben genommen werden, im Gegensatz zu dem Ablauf
der Zeit, getaktet. Da Messungen einer herabgesetzten Funktionsweise
ein Ausführen
eines "Back-Off" bewirken, werden
weniger solche Messungen pro Zeiteinheit vorgenommen als dies Messungen
für eine normale
Funktion sein werden. Demzufolge wird dieser Mechanismus dazu tendieren,
Werte zu erfassen, die eine normale Funktionsweise unter Präferenz auf solche,
die eine verschlechterte Funktionsweise reflektieren. Allerdings
erhöht
sich, wie vorstehend beschrieben ist, die Ausführungsrate einer Aufgabe auch,
wenn deren Arbeit kritischer wird, gerade dann, wenn deren Funktionsweise
verschlechtert wird. Unter diesen Umständen können die Messungsdaten unterabgetastet
werden, um so nur die Anzahl von Proben zu berücksichtigen, die genommen worden wären, wenn
die maximale Aussetzungsrate nicht verringert worden wäre.
-
Da
das Fehlen von Soll-Funktionsdaten wesentlich ist, was verhindert,
dass die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 eine Aufgabe
während
einer anfänglichen
Kalibrierung drosselt, ist der Abschluss der Anfangs-Daten-Zusammenstellung
ausreichend, um zuzulassen, dass ein Drosseln beginnt. Allerdings
ist dabei keine Garantie vorhanden, dass die Anfangs-Funktionsmessungen
während
einer Zeit einer relativ niedrigen Systemaktivität vorgenommen wurden, so dass
es möglich
ist, dass die darauf folgende Funktion, die normal erscheint, aufgrund
eines Vergleichs des zu Anfang kalibrierten Ziels tatsächlich verschlechtert
ist, wodurch die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 fehlschlägt, geeignet
die Aufgabe zu drosseln. Allerdings erhöht ein Kalibrieren über eine
längere
Zeit die Wahrscheinlichkeit, eine Leerlaufperiode vorzufinden, um
so genaue Messungen einer Ruhefunktion zu erhalten. Eine Probeperiode kann
demzufolge der Initialisierungsphase folgen, während der der Ausführungsrate
ermöglicht
wird, bis zu der Aussetzungsrate niedrig abzufallen, wenn die Funktion
dahingehend beurteilt ist, dass sie verschlechtert ist, allerdings
nicht zugelassen wird, dass sie die Kalibrierungsrate gerade dann übersteigt, wenn
die Funktionsweise als normal beurteilt ist, da die normale Beurteilung
zu diesem Zeitpunkt suspekt ist.
-
Wie
vorstehend beschrieben ist, steuern verschiedene Parameter verschiedene
Aspekte einer Hintergrundaufgabe-Ausführung. Es ist relativ einfach,
geeignete Werte für
diese Parameter aus erwünschten
Eigenschaften des Hintergrundprozesses zu bestimmen. Zum Beispiel
kann jede Aufgabe die Länge
deren eigenen Ausführungszeitteils
bestimmen. Durch Verkürzen
des Zeitteils erhöht
die Aufgabe die Unmittelbarkeit, mit der sie ausgesetzt werden kann,
allerdings muss der Prozess lang genug sein, um ausreichend das
Overhead des Drosselmechanismus zu amortisieren. Aufgaben, die Operationen mit
relativ langen Abschlusszeiten durchführen, werden längere Zeitteile
erfordern, z.B. in dem SIS-Groveler 60, wobei Zeitteile
für die
Groveling-Aufgabe in der Größenordnung
von 200 Millisekunden liegen. Die Arbeitsrate stellt auf eine Einheit
vorab ein, allerdings kann dies erhöht werden, um die maximale, mögliche Funktions-Interferenz
der Hintergrundaufgabe in Bezug auf einen Vordergrundprozess zu
begrenzen.
-
Die
minimale Aussetzungszeit beträgt
fünf Sekunden,
allerdings verzögert
die Verwendung eines größeren Werts
die Aufgabe länger
vor einem erneuten Versuch, für
mehr als ein konservatives Verhalten, während kürzere Verzögerungen eine schnellere Wiederaufnahme
einer Aufgaben-Ausführung ermöglichen,
einer falsch ausgelösten
Aussetzung folgend. Die maximale Aussetzungszeit beträgt fünf Minuten,
was den Einfluss unterhalb von einem Prozent für die Zeitteildauern der meisten
Prozesse hält. Wie
aus dem Vorstehenden verständlich
ist, verringern kleinere Werte für
die maximale Aussetzungszeit die Zeit für den schlechtesten Fall, während größere Werte
den Einfluss auf Vordergrundprozesse verringern.
-
Die
Bereitschaftszustand-Kalibrierungs-Proben-Größe n' und die anfängliche Kalibrierungsprobengröße n'' werden so eingestellt, um Kurzzeitvariationen
in der Operationsfunktion zu glätten.
Der n' Probengrößewert wird
dazu verwendet, ξ (durch
Invertieren der vorstehenden Gleichung für n' ergibt ξ = 1 – 1/n') zu berechnen, und bestimmt demzufolge auch
die Zeitkonstanten des Kalibrierungssystems. Funktionsmessungen,
die eine normale Funktionsweise anzeigen, werden unter der Arbeitsrate
abgetastet, wodurch ein Multiplizieren von n' mit der Zeitteildauer die Zeitkonstante
für eine
verbesserte Funktionsweise ergibt. Die Zeitkonstante für eine verschlechterte
Funktionsweise ist größer als
dies im Verhältnis
zu dem Verhältnis
der Aussetzungsrate zu der Arbeitsrate ist. Für das SIS-Groveler-Beispiel wird
n' auf 5000 gesetzt
und n'' wird auf 1000 gesetzt, was
für das
Zeitteil von 200 Millisekunden und die maximale Aussetzungszeit
von 5 Minuten eine Funktionserhöhungs-Zeitkonstante
von 17 Minuten und eine Funktionsverringerungs-Zeitkonstante von 17 Tagen ergibt. Obwohl
das letztere groß erscheint,
ist es annehmbar, wenn keine wesentliche und anhaltende Verringerung
in der Plattenfunktion über
eine kürzere
Periode erwartet wird.
-
Die
Kalibrierungsrate wird allgemein auf einen Wert zwischen der Aussetzungsrate
und der normalen Arbeitsrate eingestellt. Je höher die Rate ist, desto eher
wird das System genug Messproben sammeln, um eine regulierte Ausführung zu
beginnen. Je niedriger die Rate ist, desto geringer ist der Funktionseinfluss
auf irgendwelche Vordergrund prozesse, die während der Ziel-Initialisierung
ablaufen können. Der
Voreinstellungswert ist ein Zeitteil einer Ausführung pro Sekunde, was, für ein Zeitteil
von 200 Millisekunden, den Taktzyklus der Hintergrundaufgaben auf
zwanzig Prozent begrenzt. Für
ein n'' von 1000 wird diese
Kalibrierungsrate die Soll-Funktionsweise in 3,3 Minuten initialisieren.
Die Probeperiode kann auf virtuell irgendeine Dauer, einschließlich null,
eingestellt werden, allerdings erhöht eine kürzere Periode die Gefahr eines
negativen Einflusses auf die Systemfunktion aufgrund eines nicht
korrekt kalibrierten Ziels, wogegen eine längere Periode den Start eines Arbeitens
bei der maximalen Rate aufschiebt. Der Voreinstellungswert für diesen
Parameter ist bei vierundzwanzig Stunden ausgewählt worden, um so irgendwelche
vergleichbar ruhigen Perioden in einer täglich zyklischen Belastung
einzuschließen.
-
Die
Aufgabe-Taktzyklus-Konstante bestimmt die Periode, über die
eine gewichtete Fairness unter Aufgaben beibehalten wird. Durch
eine Voreinstellung wird dieser Wert auf fünf Minuten eingestellt, um mit
dem Voreinstellungswert der maximalen Aussetzungszeit übereinzustimmen.
-
Die
zwei Fehlerwahrscheinlichkeiten (α und β), die die
Empfindlichkeit des statistischen Vergleichstests leiten, werden
grundsätzlich
aus drei sich gegenseitig beeinflussenden Betrachtungen bestimmt.
Eine Erhöhung
des Werts von α ermöglicht eine
schnellere Reaktion auf eine verschlechterte Funktionsweise, ein
Erhöhen
von β relativ
zu α verbessert
die Stabilität
der Hintergrundausführung
und ein Verringern von β verringert
den Funktionseinfluss auf Vordergrundprozesse. Eine minimale Anzahl
von Proben wird zusammengestellt, bevor eine verschlechterte Funktion
durch den "Paired-Sample Sign
Test" erkannt werden
kann. Diese minimale Probengröße erhöht sich
mit einem Verringern der Werte von α. Für den "Paired-Sample Sign Test" wird die Beziehung
zwischen α und
einer minimalen Probengröße m negativ
logarithmisch quantisiert. ⌈m = –log2 α⌉
-
Deshalb
wird ein Minimum von m Funktionsmessungen vorgenommen, bevor die
Funktion dahingehend beurteilt werden kann, dass sie verschlechtert
ist, und die Hintergrundaufgabe dadurch ausgesetzt wird. Da es erwünscht ist,
die Funktionsweise relativ schnell auszusetzen, wenn eine Interferenz
mit einem Vordergrundprozess erfasst ist, sollte m klein sein, und
entsprechend sollte α groß sein.
-
Per
Definition ist α die
Wahrscheinlichkeit, mit der die normale Funktionsweise dahingehend
beurteilt werden wird, dass sie nicht korrekt ist, so dass sie verschlechtert
wird.
-
Bei
dem extremen Wert von α =
1 wird die Funktionsweise immer dahingehend beurteilt, dass sie
verschlechtert ist, unabhängig
von irgendeiner Messung. Wie vorstehend beschrieben ist, wächst die
Aussetzungszeit exponentiell mit jeder Beurteilung einer Verschlechterung
an, und wird auf deren Anfangswert zurückgesetzt, wenn sie als normal
beurteilt wird. Mit anderen Worten ist, während Zeiten einer Normalfunktion,
der Aufgabeaussetzungs-Zustand ein Geburt-Tot-System, das isomorph
in Bezug auf eine Bulk-Service-Warteschlange
ist (L. Kleinrock, Queuing Systems Volume 1: Theory, John Wiley
and Sons, (1975)), und zwar einer infiniten Gruppengröße mit einer
Ankunftsrate von α und
einer Massen-Service-Rate von β.
Deshalb ist, unter einer Annahme, dass Zeitpunkt-Messungen keine serielle Korrelation
niedriger Ordnung gegenüber
derjenigen aufgrund einer Belastung zeigen, die Steady-State-Wahrscheinlichkeit,
dass exakt k Beurteilungen einer Verschlechterung seit der am kürzesten
vorher liegenden Beurteilung einer Normalität aufgetreten sind, gegeben
durch: pk = [β/(β + α)][a/(α + b)]k
-
Wenn
die nächste
Beurteilung einer Verschlechterung auftritt, und zwar nach einem
Minimum von m Zeitteilen mit einer Wahrscheinlichkeit von α, wird die
Aussetzungszeit 2k mal der Basisaussetzungszeit
d sein, wobei d als ein Vielfaches des Durchschnittszeitteils der
Aufgabe ausgedrückt
ist. Demzufolge ist die Durchschnitts-Steady-State-Inaktiv-Zeit
relativ zu der Arbeitszeit:
-
-
Wie
anhand der vorstehenden Formel ersichtlich werden kann, muss α geringer
als β für dieses
System sein, um stabil zu sein. Erhöhen von β relativ zu α erhöht den Taktzyklus der Hintergrundaufgabe
während
Perioden ohne Vordergrundaktivität. Werte
für α und β müssen aus α = 0,05 und β = 0,2 ausgewählt werden,
wodurch m = 5 und ein Zeitteil von 200 Millisekunden eine minimale
Reaktionszeit von eins (1) Sekunde ergibt. Eine Basisaussetzungszeit
von fünf
(5) Sekunden führt
zu d = 25, was eine Hintergrund-Funktionsstrafe
von q = 0,33 ergibt. Empirisch getestet liefern diese Werte eine
relativ unmittelbare Reaktion auf eine Vordergrund-Aktivität, einen
moderaten stabilen Hintergrundzustand und einen ziemlich niedrigen
Einfluss auf eine Vordergrundverarbeitung beim Vorhandensein einer
stark stochastischen Betriebszeitabstimmung.
-
Indem
sich nun einer anderen Betrachtung der vorliegenden Erfindung zugewandt
wird, kann ein einzelner Prozess mehr als eine Hintergrundaufgabe umfassen.
Allerdings kann, wenn mehrere Aufgaben eine gemeinsame Ressource
verwenden, dann die Operation einer Aufgabe die Funktionsweise einer anderen
Aufgabe beeinflussen, was dazu führt,
dass die andere Aufgabe nicht korrekt deren Operation aussetzt.
Dies kann zu unfairen Messungen, einer Instabilität, führen, und
weiterhin können
sich zwei oder mehrere Hintergrundaufgaben gegenseitig in einer Art
und Weise beeinflussen, die sie zwingen, in deren maximal ausgesetzte
Zustände
einzutreten, gerade zu Zeiten, wo keine Vordergrundprozesse in Ausführung sind.
-
Die
Hintergrundaufgaben-Steuereinheit 112 lässt nur eine Aufgabe zu einem
Zeitpunkt ausführen, um
die Probleme mit mehreren Aufgaben zu beseitigen. Um zu bestimmen,
welche Aufgabe läuft,
werden relative Prioritäten
für die
Aufgaben eingerichtet, und jede Aufgabe liefert einen Wert, der
deren momentane Priorität
anzeigt, unter Bezugnahme auf deren momentane Aufgaben-Priorität. Die Hintergrundaufgabe-Steuereinheit 112 verwendet
die momentane Aufgabe-Priorität,
um eine effektive Aufgabe-Priorität zu berechnen, unter Verwendung
der folgenden Formel: effektive Aufgabe-Priorität = momentane
Aufgabe-Priorität·(Aufgaben-Taktzyklus
+ ε)wobei
der Aufgabe-Taktzyklus als der Teil der momentanen Realzeit, für die die
Aufgabe zugelassen wurde, um ausgeführt zu werden, exponentiell
gemittelt über
eine Periode, bestimmt durch eine einstellbare Zeitkonstante, berechnet
wird. Die Variable ε ist ein
kleiner, positiver Wert, der sicherstellt, dass nur eine Priorität einer
momentanen Aufgabe von 0 eine effektive Aufgabenpriorität von 0
ergibt. Die Aufgabe, die den kleinsten Wert für diese effektive Aufgabenpriorität unter
solchen Aufgaben hat, die bereit sind, um ausgeführt zu werden, ist die Aufgabe,
die als Nächstes
zugelassen wird, um ausgeführt
zu werden. Jeder Aufgabe wird demzufolge ermöglicht, dass sie für einen
Anteil einer Realzeit ausgeführt wird,
der umgekehrt proportional zu dem Wert seiner momentanen Aufgabenpriorität ist.
-
Eine
Aufgabenpriorität
ist nur relevant, wenn zwei oder mehr Aufgaben bereit sind, um gleichzeitig ausgeführt zu werden,
und demzufolge stören
sich Aufgaben, die gedrosselt werden oder die natürlich niedrige
Taktzyklen haben, nicht wesentlich mit anderen Aufgaben gerade dann,
wenn solche Aufgaben relativ hohe Prioritäten haben. Aufgaben müssen auf deren
momentane Aufgaben-Prioritäten
so eingestellt werden, dass sie nicht zu häufig ausgeführt werden, und verhindern,
dass andere Aufgaben ausgeführt
werden.
-
Anhand
eines Beispiels berechnet jede Groveling-Aufgabe des SIS-Grovelers 60 deren
Priorität entsprechend
der folgenden Formel: Priorität der momentanen Aufgabe =
plattenfreier Raum der Unterteilung/gesamter, freier Plattenraum + ε, wobei ε eine kleine
Konstante ist.
-
Als
eine Folge besitzt jede Groveling-Aufgabe einen Taktzyklus, der
umgekehrt proportional zu dem Anteil deren Unterteilung des gesamten,
freien Plattenraums in dem System ist. In einem Extremfall besitzt
eine Partition ohne freien Plattenraum eine Groveling-Aufgabe mit
einer momentanen Aufgabe-Priorität
von ε, wodurch
sie eine höhere
Priorität als
andere Aufgaben hat, mit Ausnahme von solchen, die eine momentane
Aufgabenpriorität
von 0 haben.
-
Es
ist anzumerken, dass der vorstehende Mechanismus auf Hintergrundaufgaben
mit einem Prozess gerichtet ist, allerdings so erweitert werden kann,
um bei Hintergrundaufgaben innerhalb separater Prozesse angewandt
zu werden. Obwohl dabei keine ausreichende Art und Weise für einen
Prozess vorhanden ist, um zu wissen, wenn er wichtiger als ein anderer
Prozess ist, kann der Prozess das System informieren, wenn er weniger
wichtig als gewöhnlich
ist. Ein Prozess kann eine Priorität eines momentanen Prozesses
einstellen (wobei eins normal ist, null minimal ist), wodurch die
Hintergrundaufgabe-Steuereinheit
eine effektive Prozesspriorität unter
Verwendung der folgenden Formel berechnet: effektive
Prozesspriorität
= momentane Prozesspriorität·(1 – Prozesstaktzyklus)wobei
der Prozesstaktzyklus analog zu dem Aufgabentaktzyklus, der vorstehend
beschrieben ist, ist, exponentiell die Fraktion einer momentanen
Realzeit mittelnd, für
die der Prozess zugelassen wurde, um abzulaufen. Von diesen Prozessen,
die bereit sind, eine Aufgabe auszuführen, wird der eine, der die höchste, effektive
Prozesspriorität
hat, zugelassen, um als nächstes
abzulaufen, wodurch jedem Prozess mit normaler Priorität ein gleicher
Anteil einer Realzeit garantiert werden wird, in dem er ablaufen
kann. Prozesse mit niedrigerer Priorität werden proportional verringerte
Anteile einer Ausführungszeit
empfangen.
-
Wie
aus der vorstehenden, detaillierten Beschreibung gesehen werden
kann, werden ein Verfahren und ein System geschaffen, die einen
Hintergrundprozess, basierend auf tatsächlichen Funktionsmessungen,
regeln. Das Verfahren und das System ermöglichen dem Hintergrundprozess,
abzulaufen, und zwar dennoch in einer Art und Weise, die seine Wechselwirkung
bzw. Beeinflussung mit einem Vordergrundprozess begrenzt, gerade
wenn die begrenzende Ressource, die die Interferenz verursacht, nicht
die CPU ist.
-
Während die
Erfindung für
diese Modifikationen und alternative Anordnungen geeignet ist, sind bestimmte,
dargestellte Ausführungsformen
davon in den Zeichnungen dargestellt und im Detail vorstehend beschrieben
worden. Es sollte allerdings verständlich werden, dass dabei keine
Absicht vorliegt, die Erfindung auf die spezifische Form oder die
Formen, die offenbart sind, einzuschränken.
