Bài giảng Hệ điều hành: Chương 2.2 - TS. Ngô Hữu Dũng

Bài giảng Hệ điều hành: Chương 2.2 do TS. Ngô Hữu Dũng biên soạn nhằm mục đích phục vụ cho việc giảng dạy. Nội dung bài giảng gồm có: Điều phối tiến trình là gì, điều phối được thực hiện khi nào, mục tiêu điều phối,...Mời các bạn cùng tham khảo!

HỆ ĐIỀU HÀNH (OPERATING SYSTEM CONCEPTS) Wiley - Operating System Concepts(Silberschatz).9th Giới thiệu môn học  Mục tiêu môn học  Vai trò HĐH  Nguyên lý hoạt động HĐH đa nhiệm  Nội dung  Phần 1: Tổng quan (Overview)  Phần 2: Quản lý tiến trình (Process Management)  Phần 3: Quản lý nhớ (Memory Management)  Phần 4: Quản lý I/O (I/O Management)  Phần 5: Quản lý hệ thống file (Storage Management) 1.2 Process Management CHƯƠNG 2: QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH – P2 ĐIỀU PHỐI TIẾN TRÌNH 1.3 Là gì? Tại sao?  Điều phối tiến trình gì?  Tại sao? Đầu tiên để chia sẻ tài nguyên tốn – đa chương (multiprogramming) Ngày thực thi nhiều tác vụ lúc processor mạnh 1.4 Multiprogramming Time-sharing  Đa chương (multiprogramming) cho phép tối ưu hiệu CPU  Chia sẻ thời gian (time-sharing) hay đa nhiệm (multitasking)  Nhiều công việc thực thông qua chế chuyển đổi CPU  thời gian lần chuyển đổi diễn nhanh 1.5 Giả thiết  Gỉa thiết:  Chỉ có CPU vật lý, thời điểm CPU xử lý lệnh  Nhiều công việc tranh dành CPU  CPU tài nguyên khan  Các công việc độc lập tranh giành tài nguyên lẫn (giả thiết không thật tất hệ thống, ngữ cảnh)  Người điều phối làm trung gian công việc để cho tối ưu hóa việc thực thi hệ thống 1.6 Ví dụ đa chương trình Process A start sec idle; input idle; input stop Process B start idle; input idle; input Time = 10 seconds 1.7 stop Ví dụ đa chương trình (tt) Process A Process B start B start idle; input idle; input stop A idle; input Tổng thời gian = 20 giây Hiệu suất = cv 20 giây = 0.1 cv/giây Tg chờ trung bình = (0+10)/2 = giây 1.8 idle; input stop B Ví dụ đa chương trình (tt) Process A start idle; input idle; input context switch to B stop A context switch to A Process B idle; input idle; input Hiệu suất = cv 11 giây = 0.18 cv/giây Tg chờ trung bình = (0+1)/2 = 0.5 giây 1.9 stop B Điều phối tiến trình  Nhu cầu thực thi nhiều tiến trình đồng thời hệ thống Multiprogramming Time-sharing  Chức điều phối tiến trình thực :  Bộ điều phối –scheduler : sử dụng giải thuật điều phối thích hợp  Bộ phân phối – dispatcher : chuyển đổi ngữ cảnh chuyển CPU cho tiến trình chọn 1.10 Điều phối với độ ưu tiên  Một độ ưu tiên (integer) gán vào tiến trình  CPU cấp cho tiến trình có độ ưu tiên cao (số nhỏ  độ ưu tiên cao nhất)  Preemptive (không độc quyền)  Non-preemptive (độc quyền) 1.31 Điều phối với độ ưu tiên 1.32 Điều phối với độ ưu tiên 1.33 Điều phối với độ ưu tiên  Nhận xét:    Vấn đề  Starvation – tiến trình độ ưu tiên thấp không thực thi Giải pháp  Aging – tiến trình tăng độ ưu tiên theo thời gian (sống lâu lên lão làng ) SJF dạng điều phối theo độ ưu tiên (độ ưu tiên: dự đoán thời gian CPU burst kế tiếp) 1.34 Lập lịch Shortest-Job-First (SJR)  Tùy thuộc vào thời gian sử dụng CPU tiến trình Sử dụng độ dài thời gian để lập lịch  Hai lược đồ:  Non-preemptive – CPU cấp cho tiến trình khơng thể bị chiếm hồn thành  Preemptive – tiến trình vào mà thời gian cần dùng CPU thời gian cịn lại cần dùng CPU tiến trình hành Lược đồ gọi Shortest-Remaining-Time-First (SRTF)  SJF tối ưu – cho kết tốt trung bình thời gian chờ tập tiến trình 1.35 SJF – Shortest Job First  Cơng việc ngắn thực trước 1.36 SJF – Shortest Job First 1.37 SJF – Shortest Job First 1.38 SJF – Shortest Job First 1.39 SJF – Shortest Job First 1.40 1.41 Tóm tắt  Hệ multiprogramming multitasking  Bộ điều phối (scheduler)  Chức  Tổ chức điều phối  Mục tiêu đặt cho chiến lược điều phối  Nguyên tắc điều phối độc quyền không độc quyền  Các chiến lược điều phối : FCFS, RoundRobin, độ ưu tiên, SJF 1.42 Tiến trình P1 P2 P3 P4 RL  FIFO  RR với Time Quantum = 20 1.43 Thời gian dùng CPU 53 17 68 24 P1 P2 20 37 P3 P4 57 P1 77 P3 97 117 1.44 P4 P1 P3 P3 121 134 154 162 1.45 ... B Điều phối tiến trình  Nhu cầu thực thi nhiều tiến trình đồng thời hệ thống Multiprogramming Time-sharing  Chức điều phối tiến trình thực :  Bộ điều phối –scheduler : sử dụng giải thuật điều. .. preemptive 1.20 Điều phối Bộ điều phối trao điều khiển CPU cho tiến trình chọn lập lịch short-term; trình gồm: switching context Chuyển qua user mode Nhảy tới vị trí thích hợp chương trình để... First 1.40 1.41 Tóm tắt  Hệ multiprogramming multitasking  Bộ điều phối (scheduler)  Chức  Tổ chức điều phối  Mục tiêu đặt cho chiến lược điều phối  Nguyên tắc điều phối độc quyền không