Bài giảng: Quản lý tiến trình

Bài : QUẢN LÝ TIẾN TRÌNH  Phân chia CPU cho tiến trình ?          Tiếp cận Mục tiêu ? Tổ chức ? Chiến lược ? Trạng thái tiến trình ? Lưu trữ thông tin tiến trình ? Các thao tác tiến trình ? Bảo vệ tiến trình ? Trao đổi thông tin tiến trình ? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Phaân chia CPU ?   CPU vật lý : làm để tạo ảo giác tiến trình sở hữu CPU riêng ? Dispatcher luân chuyển CPU tiến trình:   Ngữ cảnh xử lý riêng biệt cho tiến trình (PCB) Dispatching loop : CuuDuongThanCong.com CPU while(1) { interrupt Pcur save state Pcur Scheduler gets Pnext load state Pnext jump to it } https://fb.com/tailieudientucntt Trạng thái tiến trình ? ready  Rs  CPU Nhaän R CuuDuongThanCong.com Nhaän CPU running Trả CPU  Rs  CPU blocked Chờ R  Rs  CPU https://fb.com/tailieudientucntt Khối quản lý tiến trình mô hình multiprocesses Process control Block PCB pid State (State, details) Context (IP, Mem, Files…) Relatives ( Dad, children) Scheduling statistic CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt PCB vaø TCB mô hình multithreads PCB pid Threads list Thread Control Block TCB Context tid (Mem, global ressources…) State (State, details) Relatives Context ( Dad, children) (IP, local stack…) Scheduling statistic CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các thao tác tiến trình    Tạo lập tiến trình :  Cấp phát tài nguyên cho tiến trình ?  Hoạt động cha độc lập Kết thúc tiến trình :  Thu hồi tài nguyên ?  p buộc kết thúc ? Thay đổi trạng thái tiến trình : Assign(), Block(), Awake(), Resume(), Suspend() CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Trạng thái tiến trình ?  Có nhu cầu Suspend &Resume :   Hệ thống tải Kiểm soát hoạt động tiến trình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt An ninh trật tự cho môi trường đa tiến trình !  Bảo vệ tiến trình :    Ngăn cản tiến trình xâm phạm tài nguyên, can thiệp vàoxử lý => KGĐC riêng biệt, mode xử lý Bảo đảm quyền tiến triển xử lý cho tiến trình => công chiến lược phân phối tài nguyên Trao đổi thông tin , phối hợp hoạt động ?    Nhu cầu ? Vấn đề ? => Chương Giải pháp ? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Các danh sách tiến trình Ready List P1 Waiting Lists P4 R1 P2 P7 R1 P3 P10 R1 CuuDuongThanCong.com P5 P6 https://fb.com/tailieudientucntt Điều phối tiến trình      Mục tiêu ? Các cấp độ điều phối Thời điểm định điều phối ? Đánh giá chiến lược điều phối ? Một số chiến lược điều phối CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 10 Điều phối tiến trình SCHEDULER chọn tiến trình nhận cpu DISPATCH ER chuyển đổi ngữ cảnh CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 11 Chuyển đổi ngữ cảnh (context switching)  Kịch :    Chi tiết cụ thể phụ thuộc vào phần cứng   Lưu ngữ cảnh tiến trình hành Nạp ngữ cảnh tiến trình chọn general-purpose & floating point registers, coprocessor state… Chi phí chuyển đổi ngữ cảnh :   Giữa tiến trình ? Giữa tiểu trình ? CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 12 Chuyển đổi ngữ cảnh tiến trình P1 P2 User mode System call Dispatcher    Kernel mode Chuyển đổi mode xử lý Chuyển đổi IP ghi khác CPU Chuyển đổi không gian địa CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 13 Tiểu trình hạt nhaân (Kernel thread) T1 T2 User mode System call Dispatcher   Kernel mode Khái niệm tiểu trình xây dựng bên hạt nhân Distpatcher làm việc với đơn vị tiểu trình CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 14 Tiểu trình người dùng (User thread)    Khái niệm tiểu trình hỗ trợ thư viện hoạt động user mode Distpatcher hạt nhân làm việc với đơn vị tiến trình ThreadDistpatcher làm việc với đơn vị tiểu trình   User mode T1 T2 T3 LWP2 LWP1 P -– LWP - T Không cần chuyển đổi chế độ xử lý chuyển đổi tiểu trình thuộc tiến trình P2 P1 Kernel Kernel CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 15 Lựa chọn tiến trình ?   Tác vụ Scheduler Mục tiêu ?    Tiêu chuẩn lựa chọn ?    Sử dụng CPU hiệu Đảm bảo tất tiến trình tiến triển xử lý Tất tiến trình ? Đề xuất độ ưu tiên cho tiến trình ? Thời điểm lựa chọn ? (Thời điểm kích hoạt Scheduler()) CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 16 Mục tiêu điều phối  Hiệu qủa (Efficiency)  Thời gian  Đáùp ứng (Response time)  Hoàn tất(Turnaround Time = Tquit -Tarrive):  Chờ (Waiting Time = T in Ready ) :  Thông lượng (Throughput = # jobs/s )  Hiệu suất Tài nguyên  Chi phí chuyển đổi  Công ( Fairness) : Tất tiến trình có hội nhận CPU CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 17 Các cấp độ điều phối     Longterm scheduling : chọn tiến trình khởi động (mang vao nhớ nhận trạng thái ready) Mediumterm scheduling : định chuyển tiến trình running sang trạng thái blocked Shorterm scheduling : chọn tiến trình trạng thái ready để chuyển sang trạng thái running Không có phân biệt rõ CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 18 Thời điểm định điều phối   Điều phối độc quyền (non-preemptive scheduling): tiến trình chọn độc chiếm CPU Điều phối không độc quyền (preemptive scheduling): tiến trình chọn bị « cướp » CPU tiến trình có độ ưu tiên cao CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 19 Các chiến lược điều phối  FIFO  RR  SJF  MULTILEVELFEEDBACK  LOTTERY CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 20 FIFO – RR -SJF  FIFO  RR  SJF run add add run CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 21 Multilevel Feedback priority CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 22 Lottery 1 1 P1 P2 P3 P4 1 P1 P2 P3 P4 P2 coù 25 % hội P2 có 70 % hội CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt 23 ... tiến trình ThreadDistpatcher làm việc với đơn vị tiểu trình   User mode T1 T2 T3 LWP2 LWP1 P -? ?? LWP - T Không cần chuyển đổi chế độ xử lý chuyển đổi tiểu trình thuộc tiến trình P2 P1 Kernel Kernel... thuộc vào phần cứng   Lưu ngữ cảnh tiến trình hành Nạp ngữ cảnh tiến trình chọn keá tieáp general-purpose & floating point registers, coprocessor state… Chi phí chuyển đổi ngữ cảnh :   Giữa tiến... Hiệu qủa (Efficiency)  Thời gian  Đáùp ứng (Response time)  Hoàn tất(Turnaround Time = Tquit -Tarrive):  Chờ (Waiting Time = T in Ready ) :  Thông lượng (Throughput = # jobs/s )  Hiệu suất