THIẾT LẬP Định thời CPU

Khái niệm cơ bản Các bộ định thời Preemptivenonpreemptive Dispatcher Mục tiêu điều phối Các giải thuật định thời Multilevel Queue Scheduling Multilevel Feedbach Queue Mục tiêu của đa chương là có nhiều quá trình chạy cùng thời điểm để tối ưu hóa việc sử dụng CPU. Trong hệ thống đơn xử lý, chỉ một quá trình có thể chạy tại một thời điểm; bất cứ quá trình nào khác đều phải chờ cho đến khi CPU rảnh và có thể được định thời lại. Ý tưởng của đa chương là tương đối đơn giản. Một quá trình được thực thi cho đến khi nó phải chờ yêu cầu nhậpxuất hoàn thành. Trong một hệ thống máy tính đơn giản thì CPU sẽ rảnh rỗi; tất cả thời gian chờ này là lãng phí. Với đa chương, chúng ta cố gắng dùng thời gian này để CPU có thể phục vụ cho các quá trình khác. Nhiều quá trình được giữ trong bộ nhớ tại cùng thời điểm. Khi một quá trình phải chờ, hệ điều hành lấy CPU từ quá trình này và cấp CPU tới quá trình khác.

TIỂU LUẬN NHÓM 2 ĐỊNH THỜI CPU Giáo viên hướng dẫn:Nguyễn Xuân Lô ĐỀ TÀI STT HỌ VÀ TÊN MSSV GHI CHÚ 1 ĐẶNG CÔNG ĐẠI 11009973 Preemptive/nonpreemptive,Dispatcher,Mục tiêu điều phối 2 TRƯƠNG THI DIỆU 11017203 Khái niệm và các bộ định thời 3 LÊ HUY DỰ Các giải thuật định thời 4 LÊ XUÂN ĐỊNH 11027453 Multilevel Queue Scheduling 5 LƯU ĐỨC CƯỜNG Multilevel Feedbach Queue 6 LÊ MẠNH CƯỜNG DANH SÁCH NHÓM 2 Khái niệm cơ bản Các bộ định thời Preemptive/nonpreemptive Dispatcher Mục tiêu điều phối Các giải thuật định thời Multilevel Queue Scheduling Multilevel Feedbach Queue NỘI DUNG ĐỀ TÀI  Mục tiêu của đa chương là có nhiều quá trình chạy cùng thời điểm để tối ưu hóa việc sử dụng CPU. Trong hệ thống đơn xử lý, chỉ một quá trình có thể chạy tại một thời điểm; bất cứ quá trình nào khác đều phải chờ cho đến khi CPU rảnh và có thể được định thời lại.  Ý tưởng của đa chương là tương đối đơn giản. Một quá trình được thực thi cho đến khi nó phải chờ yêu cầu nhập/xuất hoàn thành. Trong một hệ thống máy tính đơn giản thì CPU sẽ rảnh rỗi; tất cả thời gian chờ này là lãng phí. Với đa chương, chúng ta cố gắng dùng thời gian này để CPU có thể phục vụ cho các quá trình khác. Nhiều quá trình được giữ trong bộ nhớ tại cùng thời điểm. Khi một quá trình phải chờ, hệ điều hành lấy CPU từ quá trình này và cấp CPU tới quá trình khác. I.Khái niệm cơ bản  Định thời biểu là chức năng cơ bản của hệ điều hành. Hầu hết tài nguyên máy tính được định thời biểu trước khi dùng. Dĩ nhiên, CPU là một trong những tài nguyên máy tính ưu tiên. Do đó, định thời biểu là trọng tâm trong việc thiết kế hệ điều hành. I.Khái niệm cơ bản  Trong hệ thống multi-tasking -Thực thi nhiều chương trình đồng thời lám tăng hiệu suất hệ thống -Tại mỗi thời điểm, chỉ có một process được thực thi. Do đó cần phải giải quyết vấn đề phân chia,lựa chọn process thực thi sao cho được hiệu quả nhất-> chiến lược định thời CPU  Định thời CPU -Chọn một process(từ ready queue) thực thi. -Với một multithreaded kernel,việc định thời CPU là do OS chọn kernel thread được chiếm CPU I.Khái niệm cơ bản II.Các bộ định thời II.Các bộ định thời  Định thời dài hạn(long-term scheduling)  Định thời ngắn hạn(short-term scheduling)  Định thời trung hạn(medium-term scheduling)  Định thời dài hạn(Long-term scheduling) -Xác định chương trình nào nhận được chấp nhận nạp vào hệ thống để thực thi -Điều khiển mức độ multiprogramming của hệ thống. -Long- term scheduling thường cố gắng duy trì xen lẫn CPU-bound và I/O-bound process  Định thời trung hạn(Medium-term scheduling) -Sự chuyển đổi dựa trên sự cần thiết quản lí multiprogramming -Được thực hiện bởi phần quản lí bộ nhớ và thảo luận ở phần quản lí bộ nhớ II.Các bộ định thời [...]...II.Các bộ định thời  Định thời ngắn hạn(Short-term scheduling) -Mỗi khi CPU rảnh, Os cần xác định process trong ready queue để thực thi kế tiếp (do vậy còn được gọi là định thời CPU -Short-term scheduling còn có tên gọi khác là dispatcher Định thời CPU xẩy ra khi 1 process: 1 Chuyển từ trạng thái chạy sang trạng thái chờ (vd: I/O request) 2 Chuyển từ trạng thái... P3=4, P4= 15, P5=8;  Thời gian chờ đợi trung bình = (0 + 3 + 4 + 15 + 8)/5=6  Tốt hơn so với 2 trường hợp trước Dự đoán thời gian sử dụng CPU* (Thời gian sử dụng CPU chính là độ dài của CPU burst)  Trung bình tất cả các CPU burst đo được trong quá khứ  Nhưng thông thường những CPU burst càng mới càng phản ánh đúng hành vi của process trong tương lai  Một kỹ thuật thường dùng là sử dụng trung bình... Dự đoán thời gian sử dụng CPU Độ dài CPU burst đo đượ c Độ dài CPU burst dự đoán, vớ i α = ½ và τ0 = 10 3.Sortest Remaining Time First(SRTF)  Tương tự như SJF nhưng decision mode là preemptive  Thời gian chờ đợi của các process: P1=0, P2=3, P3=4, P4= 15, P5=8;  Thời gian chờ đợi trung bình = (0 + 3 + 4 + 15 + 8)/5=6  Tốt hơn so với 2 trường hợp trước IV Round-Robin (RR) Ready list được thiết kết... ra các quyết định Các hệ điều hành xây dựng nhiều chiến lược khác nhau để thực hiện việc điều phối, nhưng tựu chung cần đạt được các mục tiêu sau : a) Sự công bằng ( Fairness) : Các tiến trình chia sẻ CPU một cách công bằng, không có tiến trình nào phải chờ đợi vô hạn để được cấp phát CPU b) Tính hiệu qủa (Efficiency) : Hệ thống phải tận dụng được CPU 100% thời gian Mục tiêu điều phối c) Thời gian đáp... tiên hơn so với CPU- bound process  Yêu cầu phải tính được CPU- burst của process  Thời gian chờ đợi của các process : P1=0, P2=3, P3=11, P4=15, P5=9;  Thời gian chờ đợi trung bình =(0 +3 + 11 +15 +9)/5= 7.6  Tốt hơn nhiều so với FCFS 2 Sortest Job First (SJF)  Tương tự như SJF nhưng decision mode là preemptive  Thời gian chờ đợi của các process: P1=0, P2=3, P3=4, P4= 15, P5=8;  Thời gian chờ đợi... quyết định thời điểm chuyển đổi CPU giữa các tiến trình Hệ điều hành có thể thực hiện cơ chế điều phối theo nguyên lý độc quyền hoặc không độc quyền 1 Điều phối độc quyền (Preemptive) 2 Điều phối không độc quyền (Nonpreemptive) 1.Điều phối độc quyền Nguyên lý điều phối độc quyền cho phép một tiến trình khi nhận được CPU sẽ có quyền độc chiếm CPU đến khi hoàn tất xử lý hoặc tự nguyện giải phóng CPU. .. thể giữ CPU một thời gian không xác định, có thể ngăn cản những tiến trình còn lại trong hệ thống có một cơ hội để xử lý 2.Điều phối không độc quyền  Ngược với nguyên lý độc quyền, điều phối theo nguyên lý không độc quyền cho phép tạm dừng hoạt động của một tiến trình đang sẵn sàng xử lý Khi một tiến trình nhận được CPU, nó vẫn được sử dụng CPU đến khi hoàn tất hoặc tự nguyện giải phóng CPU, nhưng... tiên trước (non-preemptive)- 1 process nếu sử dụng CPU thì ko nhường cho process khác cho đến khi nó kết thúc • Có ưu tiên trước – nếu 1 process đến có thời gian sử dụng CPU ngắn hơn thời gian còn lại của process đang thực hiện thì ưu tiên process mới đến trước phương pháp này còn được gọi là Shortest Remaing Tme First (SRTF)  SJF là tối ưu :- cho thời gian chờ đợi trung bình của các process là nhỏ... sharing), các hệ thời gian thực (real time),cần phải sử dụng nguyên lý điều phối không độc quyền để các tiến trình quan trọng có cơ hội hồi đáp kịp thời Tuy nhiên thực hiện điều phối theo nguyên lý không độc quyền đòi hỏi những cơ chế phức tạp trong việc phân định độ ưu tiên, và phát sinh thêm chi phí khi chuyển đổi CPU qua lại giữa các tiến trình Dispatcher  Dispatcher sẽ chuyển quyền điều khiển CPU về cho... waiting list Thông thường hệ điều hành thiết kế nhiều waitting list, mỗi waitting list dùng để chứa các tiến trình đang đợi được cấp phát một tài nguyên hay một sự kiện riêng biệt nào đó III.Các giải thuật định thời 1 2 Ready list 3 Processor 4 7 8 Waitting list 1 Waitting list 2 Hình 2.7: Sơ đồ chuyển tiến trình vào các danh sách 5 6 III.Các giải thuật định thời ∗ Trong đó: 1 Tiến trình trong hệ . scheduling) -Mỗi khi CPU rảnh, Os cần xác định process trong ready queue để thực thi kế tiếp (do vậy còn được gọi là định thời CPU -Short-term scheduling còn có tên gọi khác là dispatcher Định thời CPU xẩy. điều hành lấy CPU từ quá trình này và cấp CPU tới quá trình khác. I.Khái niệm cơ bản  Định thời biểu là chức năng cơ bản của hệ điều hành. Hầu hết tài nguyên máy tính được định thời biểu trước. cho phép một tiến trình khi nhận được CPU sẽ có quyền độc chiếm CPU đến khi hoàn tất xử lý hoặc tự nguyện giải phóng CPU. Khi đó quyết định điều phối CPU sẽ xảy ra trong các tình huống sau: • Khi